液压系统污染控制的方法与对策
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有效控制冶金机械的液压系统污染的方法冶金机械液压系统工作环境一般都是处在高温、高压、高速、高负荷、高粉尘、高湿度变化等条件下,在安装、调试、使用、维修、保养过程中,液压系统中的油液容易受到污染和产生化学质变,而使液压系统产生多种故障。
例如,冷、热连轧机液压APC、AWC、AGC、AJC等系统采用了电液伺服阀、高频响应比例控制阀、恒压变量柱塞泵等。
由于电液伺服阀精度高,对油液污染敏感性强,极易产生故障。
大量高精度的液压系统故障70%~80%是由于液压油液的污染造成的,对整个系统危害极大。
因此,必须对液压系统的污染实施全过程监测和控制,保证液压系统的工作可靠性和液压元件的使用寿命,保证冶金机械设备各项指标的正常运行。
1液压油液污染的主要原因及危害1.1液压油液污染原因液压系统中的污染物主要是指混杂在油液当中的各类固体颗粒、水、空气、质变化学成分、微生物等。
主要原因有以下三个方面:1.1.1外界侵入污染物液压系统和元件在使用过程中,外界的粉尘颗粒通过往复伸缩的活塞杆、注入系统的油液和流回油箱的回油、油箱的通气孔等进入油液中。
此外,对液压系统进行维护时,拆装密封件、阀体等带入的棉纱、橡胶等污染物。
如高炉的举升装置、送料系统等液压系统。
1.1.2系统制造污染物液压系统及其元件在制造、装配、存储、运输过程中,系统本身就存在的原始污染物,如毛刺、切屑、飞边、沙粒、磨料、焊渣、锈片、油漆、密封胶、纤维、冲洗液等。
冶金机械当中对于单个零、部件组成的液压系统,则是由于零部件不洁而带入的污染物。
1.1.3系统生成污染物冶金机械液压系统大部分都是在高温、高压、重载的条件工作,致使液压油液高温下产生化学质变,腐蚀金属表面,产生金属颗粒、锈滓,润滑不良,产生部分磨料。
而高压、重载使得液压油剥落金属表面颗粒,加速密封元件的老化,产生金属和非金属颗粒污染。
1.2液压油液污染的危害1.2.1固体颗粒固体颗粒污染物主要由金属颗粒、沙粒、橡胶颗粒、纤维和积碳等物质组成。
《液压油的污染与控制措施》1.3.1液压油的污染原因(1)潜藏在元件和管道内的污染物1)液压元件、组合键在组装前零件未去毛刺或未经过严格清洗,组装时将铸造型砂、切屑、灰尘等杂物带入零件内部。
2)液压元件经过试验后,未将通油口用堵头塞住或在运输过程中不注意将堵塞碰掉,因而在库存及运输过程中侵入灰尘和杂物。
3)安装管道时,未将管子和接头内部的水、焊渣、氧化皮等杂物冲洗干净。
4)安装螺纹时,有部分密封剂或密封带碎片,以及切屑、机械加工的毛刺等杂物未被清理干净。
(2)工作期间所产生的污染物1)油液的加剧搅拌,使油氧化引起性质变化生成沉淀物和胶质。
2)油中有一定数量的水分,在工作过程中会使金属腐蚀形成水锈。
3)系统在工作过程中因液体流动对金属表面的物理滑靴作用产生的金属粉末。
4)液压元件在工作过程中运动零件间互相摩擦,生产金属磨耗物。
5)密封件的磨耗物或碎片。
6)油箱内壁上的底漆老化,产生脱落的漆片。
(3)外界侵入的污染物1)由于油箱结构设计不佳,密封件差,容易进入会场、切屑和杂物;油箱没有清理箱内污物的窗口,造成油箱内部清理困难或无法清理;油箱容积太小,油液冷却条件差,加速油液氧化变质,乳化液或切屑液进入油箱,使油严重乳化和掺有切屑。
2)维修过程中布注意清洁,将环境周围的杂物带入油箱或管道内。
例如,在维修时不注意,把纤维织品或螺钉等物带入管道内。
3)忽视油液的过滤,有些液压系统不按系统和远见对过滤精度的要求合理地选配过滤器,而是用粗过滤器代替精过滤器,甚至根本不用过滤器;对系统使用的过滤器几年不清洗,滤网不经常检查,造成堵死或破漏致使污物侵入;换油或补油时不重视油的过滤,或把脏的油桶未经严格清洗就拿来使用,或注油时把杂物注入油箱。
4)在液压缸的活塞杆表面未设置防尘圈,这样在密封处能吸入大气中的灰尘等污物。
1)供应部门对新入库油品的质量未经检查,油品质量不易保证。
2)供应部门把装废油的桶或不洁净的桶用来装新油,使油变质。
液压系统污染的控制研究摘要:液压系统污染物是造成液压元件磨损、液压系统故障的主要原因之一,本文分析了液压系统污染的主要来源,给出了控制液压系统污染的具体措施,可为以后的生产实践起到指导作用。
关键词:液压系统污染;控制目前,液压系统被广泛的应用于各种工业领域中。
其中,作为能量传递、转换的工作介质液压油,除了对液压系统起到控制的作用外,同时还具有冷却、润滑、冲洗、防锈的作用。
一个完善的液压系统,除了具有系统设计、元件制造和维护外,液压油的清洁度也起着至关重要的作用。
搜集国内外统计资料发现,液压系统工作的不稳定和故障的出现大多数都与液压系统的污染有直接关系。
因此,分析液压系统的污染来源及危害是十分重要的,这有利于在液压系统的设计、制造和使用过程中,采取积极措施来严格控制液压系统的污染。
一、液压系统污染的来源导致液压系统污染的来源多种多样,按照污染物形态分,可以分为固体污染物、液体污染物和气体污染物。
其中,危害最为严重的是固体污染物。
在液压系统在制造和装配过程中,液压系统的固体污染物主要包括元器件和配管中的型砂、锈片、漆皮、焊渣、灰尘、纤维、切屑、磨料等。
在启动系统之后,随着油液的流动,这些呈颗粒状的固体污染物就会遍布整个液压系统中。
对于阀类元件,由于其运动副配合间隙较小,当运动副之间的间隙进入固体颗粒时,会导致表面划伤、加剧磨损,并且使间隙扩大,堵塞阻尼孔、节流孔,从而会导致阀的性能损坏,最终引起系统振动和液压元件的动作失灵,甚至会导致阀芯卡死,甚至有可能出现重大事故。
对于泵类元件,泵的活动部分,例如叶片泵中的转子、叶片等会因为固体颗粒的进入使其磨损加剧,从而导致其工作效率降低,甚至损坏。
对于液压缸,密封件会因为固体颗粒的存在,磨损加剧,泄漏加大,从而造成较大的功率浪费。
水分、清洗油、以及其它种类的液压油、化学溶剂、沉淀物、表面活性物质等统称为液体污染物。
一方面,当油液中的氯和硫与水结合时,会产生盐酸和硫酸,对金属材料有强烈的腐蚀性。
仅供参考[整理] 安全管理文书液压油的污染与控制日期:__________________单位:__________________第1 页共7 页液压油的污染与控制摘要:液压系统工作性能的好坏,直接影响工程机械的作业性能。
本文分析了液压系统中液压油的污染原因以及对液压系统工作性能的危害,提出了防止液压油污染的具体措施,。
关键词:液压系统油液的污染危害控制近年来,液压传动入了一个新的发展阶段。
机械工程中液压油的应用越来越广泛。
液压油是液压机械的血液,具有传递动力、减少元件间的摩擦、隔离磨损表面、虚浮污染物、控制元件表面氧化、冷却液压元件等功能。
液压油是否清洁,不仅影响液压系统的工作性能和液压元件的使用寿命,而且直接关系机械能否正常工作。
液压机械的故障直接与液压的污染度有关,因而了解液压油污染和掌握控制液压油污染是液压系统正常工作的保障之一。
液压油液被污染的原因是复杂的,多方面的。
不仅仅是内部的,还包括外部的。
油液的污染源可概括为系统残留的,内部生成的,以及外界的侵入。
1.1潜在原因造成的污染在液压设备设计之初,就没能将污染的客观渠道堵死。
首先,没有合理选用滤油器。
过滤是控制液压油污染最直接、最容易的手段。
在泵的吸油口、重要元件的进油口、油箱的入口处均要设置不同精度的滤油器和合理的过滤精度。
其次就是在制造、安装阶段、对元件和系统必须进行清洗。
液压元件在加工制造过程中,每一个元件都需要采用净化措施。
在液压元件的制造过程中,还可采用一些新的加工工艺,如采用“喷砂”工艺可去除阀块内孔的毛刺。
为保证液压系统的可靠性和延长元件的使用寿命。
元件组装时,必须保持环境的清洁,所有元件装配时,需第 2 页共 7 页采取干装配方式。
1.2外界侵入物的污染在液压系统工作过程中,风沙、固体颗粒水、分、灰尘、潮气等外来污染物,均可通过油箱透气孔和加油口以及阀门侵入系。
通过液压缸往复伸缩的活塞杆及管路连接处、注入系统中的油液、溅落或凝结的水滴、流回油箱等各种渠道侵入液压系统,使液压油污染。
液压油污染环境的原因及控制方法从事液压行业的人员都知道液压油就是利用液体压力能的液压系统使用的液压介质,在液压系统中起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用。
但是液压油有很大的缺陷就是清洁度低,容易造成环境的污染。
一般认为新油一定是清洁的,但调查结果往往超过系统实际使用的要求,一般等级为10-14级,新油污染的原因是多方面的,包括炼制、分装,运输到储存等过程的污染。
根据我国石油产品性能指标规定,固体颗粒污染含量在0.005%一下认为无机械杂质,而油液中机械杂质为0.005时,污染程度相当于NAS12级,这样,从炼油厂出厂的油液其污染度就可能超过系统油液容许的污染度。
所以要求油品提供商提供合格证,单位还要进行油品化验。
对清洁度不符合要求的新油,在使用前必须尽心过滤净化,新油的清洁度一般比液压系统要求的清洁度高1-2级。
清洁度对元件可能造成的卡滞的说明。
由液压油造成的污染物主要分为四类:自身生产的污染物、外界侵入的污染物、生物污染物和逃脱性污染物。
自身生成的污染物主要有液压系统和液压元件两个方面产生。
液压系统工作时,因压力损失而消耗的能量,使系统油温升高。
当液压油处于高温时,一方面油中的高压空气与油分子直接接触,空气中的氧分子引起油液氧化,生成有机酸,对金属表面起腐蚀作用;另一方面,油液氧化析出粘滞物和浸漆物。
液压元件工作时,运动件之间的金属与金属、金属与密封材料的磨损颗粒以及液流冲刷下的软管胶料、过滤材料脱落的颗粒和纤维、剥落的油漆皮等。
它们会腐蚀机件,并使元件表面的污物分散到油液中去而难以清除,还降低过滤网附着污物的能力,常常使节流小孔堵塞,使液压元件失效造成事故故障。
外界侵入的污染物主要指周围环境中的污染物,例如空气、尘埃、水滴等通过一切可能的侵入点,如外露的往复运动活塞杆、油箱的通气孔和注油孔等侵入系统所造成的液压油液污染;还如维修过程中不注意清洁,将环境周围的污染物带入,以粗代细,甚至不用过滤器,过滤器常年不清洗、滤网不经常清洗、换油或补油时不注意油的过滤、脏的油桶未经过严格的清洗就拿来用,从而把污染物带入。
液压油液的污染及控制1. 液压油液的污染液压系统是一个集油箱、油泵、方向阀、液压马达、油管及其他器件于一体的液体动力机械系统,主要由压力液体、动力机构、传动回路、液压控制系统、辅助部件和工作部件等组成。
其中液压油液则是液压系统中的重要元素,是液压系统运转的关键介质。
液压油液的质量和性能不仅影响液压系统的运作性能和寿命,而且还会对环境造成污染。
1.1 主要侵入途径液压油液常常通过多种途径污染,如以下几个方面:1.1.1 固体杂质侵入途径固体杂质是入侵液压油液的主要污染源,主要来源包括摩擦颗粒、粉尘和氧化屑等。
这些固体杂质同样可能由外部环境侵入,例如通过油泵吸入和油箱通风口等。
1.1.2 水分侵入途径水分是入侵液压油液的另一个主要污染源,可能由多种途径引入,如通过油泵吸入、油箱进气、密封不良、腐蚀或冷凝产生等。
1.1.3 化学物质侵入途径液压油液的化学性质容易受到其他化学物质的影响,从而污染油液。
这些化学物质可能由附近的工业过程、化学蒸气、氧化或分解产生。
1.2 液压油液污染的后果液压油液的污染可能导致液压系统的故障和减缓运行效率。
污染物可能嵌入液压元件之中,改变液体粘度,加速油液老化,损坏动力机构和密封件,造成工作部件的磨损等。
此外,液压油液的污染也可能对环境和人体健康造成损害,因此必须严格控制液压油液的质量。
2. 液压油液的控制为了控制液压油液的污染,实现液压系统的可靠运行,可以从以下几个方面进行控制。
2.1 油液滤清油液滤清是防止液压系统污染的最常见的方法。
液压油液通常需要采用机械滤清和化学滤清等方式,如粗滤、微滤、高压过滤、粉尘滤清、沉积分离等。
经过滤清后,液压油液中的杂质粒子可以被有效去除,从而控制液压系统的污染。
2.2 保持油液的干燥、干净和冷却通过适当的液压油液保养措施,可以减少油液中的污染。
干燥不仅可以减少水分的侵入,还可避免油液的氧化。
保持油液干净也能有效控制污染,例如及时清洗油箱、检查油管、清理液压系统的未使用区域等。
造成液压介质污染的原因分析及应对办法工程机械液压系统的维护室很重要的一点,涉及到工程机械的使用寿命。
队机手而言,如何在使用在避免液压介质的污染,同时能有效的应对变得异常重要。
一、造成液压介质污染的原因(一)残留污染物液压元件在制造、储存、运输、安装过程中带入的砂粒、磨料、铁屑、焊渣、锈片和灰尘,虽经清洗干净而残留下来。
(二)生成污染物1、液压油氧化变质析出物。
液压系统工作时,因压力损失而消耗的能量,使系统油温升高。
当液压油处于高温时,一方面油中的高压空气与油分子直接接触,空气中的氧分子引起油液氧化,生成有机酸,对金属表面起腐蚀作用;另一方面,油液氧化析出粘滞物和浸漆物。
2、液压油中混入水分和空气。
多数液压油中含有微量(小于0.1%)的水分,过多的含水量会使液压油乳浊化,使其润滑性能下降,对液压油的氧化起触煤作用,加剧污垢集积。
同时,混入液压油中的空气还会增加油液的氧化作用,并引起液压系统的振动、爬行和气蚀。
3、元件磨损、损坏生成污染物。
液压元件工作时,运动件之间的金属与金属、金属与密封材料的磨损颗粒以及液流冲刷下的软管胶料、过滤材料脱落的颗粒和纤维、剥落的油漆皮等。
(三)侵入污染物液压系统在工作时,周围环境中的污染物通过一切可能的侵入点,如外露的往复运动的活塞杆、油箱的进气孔、注油孔等侵入系统。
(四)生物污染物微生物也可能像其它微小颗粒一样侵入液压介质,如果不加以阻止,微生物将繁殖生长并表现为粘质物,污染介质。
一般加杀菌剂或去除微生物繁殖的条件——水或营养物,以阻止生物污染的增长。
(五)逃脱污染物逃脱污染物来自过滤器附近的潜在的液流通道(如不密封的溢流阀或旁通及滤材的裂口等),以及使被截留颗粒上的拖曳力大于过滤器纤维表面的吸附力的流量脉动。
这两类逃脱污染物应加以控制。
二、控制液压介质污染的方法和措施液压介质的污染一般用污染浓度来评价,为了将液压介质的污染危害降低至最小的限度,应减小其污染浓度,通常采用防、治相结合的方法。
第4期(总第173期)
2012年8月机械工程与自动化
MECHANICAL ENGINEERING & AUTOMATIONNo.4
Aug
.文章编号:1672-6413(2012)04-0180-0
2浅谈液压系统污染控制的方法与对策
王 辉,周新丽
(太重集团榆次液压工业有限公司,山西 晋中 030600
)摘要:介绍了液压系统污染控制方法,污染的控制可采取合理地选择过滤器,合理地设计液压系统,采用独立的循环过滤装置,防止杂物进入,保证新油的清洁度,设备的使用与维护,防止系统污染等对策。
关键词:液压系统;污染控制;方法;对策
中图分类号:TP271+
.31 文献标识码:B
收稿日期:2012-02-22;修回日期:2012-03-2
0作者简介:王辉(1978-)
,女,山西晋中人,助理工程师,大专,主要从事液压系统的设计、制造、售后服务工作。
0 引言
目前在工业化生产过程中,液压系统在其生产中的比重越来越多,其优越的性能也越来越被广泛地应用,因此一旦液压系统出现故障,很可能会直接威胁到正常的生产。
对于液压系统来说,如果不能有效地控制其污染,
会给液压系统带来严重的危害。
在我们日常的设备管理、维护中,对污染的控制有了一些方法和对策,下面进行一些简单的分析。
1 液压系统控制污染的方法1.1 合适的液压系统用油
液压油液的污染程度直接影响着液压元件和系统的正常工作及可靠性,据统计,液压系统故障中至少有70%~80%以上是由于液压油液被污染而造成的。
因此,液压油液的污染是一个重要的问题,绝不能掉以轻心。
系统中的工作油液具有两个作用,一是传递能量的介质,二是润滑液压系统中零件的工作表面。
油液的性能会直接影响到系统的性能,油液一般应具有良好的化学稳定性、不易氧化和变质,对金属和密封件具有良好的相容性,
抗乳化和抗泡沫性好,且油液无毒。
此外,选择液压油还应考虑黏度问题,黏度高的油液流动时产生的阻力较大,克服阻力所消耗的功率较大,功率损耗又将转换成热量使油温上升,所以液压油黏度大,
系统被污染的系数加大。
液压油黏度太低,会使泄漏量加大,使系统的容积效率下降。
一般液压系统的
油液黏度在10×10-6 m2/s~6
0×10-6 m2
/s。
另外加油时,液压油必须过滤,加油机的过滤精度应达到系统的设计要求;检查加油机的滤芯,如果加油机以前加
过其他厂家、其他型号的油,在加油以前应完全清洗干净,防止不同油液间的化学反应,使加入的新油变质。
另外加油机到油箱的管道也必须清洁,防止油箱被二次污染。
1.2 合适的系统清洁度
当液压系统正常工作时,由于工作流程和工作环境等因素,污染是肯定存在的,但我们可以在工作中认真遵守相关工艺要求,对污染进行有效控制,使工况与液压系统的清洁度相匹配,
这样就不会因为系统的清洁度低而影响其正常运行。
若系统清洁度过高会增加生产成本,因而合适的系统清洁度应注意的因素有很多,如系统所使用的液压动力元件、液压执行元件、液压控制元件、工作压力、工作环境,有时还要考虑系统发生故障时可能造成影响的严重程度。
一般来说,液压控制元件、液压动力元件对系统清洁度的要求是清洁度选择的主要因素,
系统中液压控制元件的清洁度一般就代表了系统的清洁度,比如说伺服系统清洁度一般要求达到NAS7级,比例阀的系统就要低一些,其他系统更低。
系统的工作压力也是一个重要的因素,
一般来说,压力越高,清洁度要求就越高。
有些厂家,如REXROTH、HYDAC的样本上
都写出了符合自己液压阀的清洁度,可供我们参考,应结合现场工作情况,选择合适的系统清洁度。
2 控制系统污染的主要对策2.1 过滤器的合理选择
过滤器就是滤除油液中的杂质,维护其清洁,以保证液压系统正常工作。
系统中由于过滤器的性能和其
过滤材料的不同,其系统中安装的位置也不同。
在泵的吸油口安装网式或线隙式过滤器,以保护泵不受大颗粒杂质的损坏,同时具有较大的通流能力,防止空穴现象,其压力损失约为0.07MPa~0.35MPa,但滤芯材料强度低,不易清洗。
在泵的出油口安装可保护泵以外的元件,
其过滤精度高,能承受油路上的工作压力和冲击压力,压力损失约为0.35MPa。
在系统的回路安装过滤器,可采用滤芯强度低的过滤器,其压差对系统的影响不大。
2.2 合理的液压系统设计
合理的液压管路设计,可减少因液压油在管路中受到液压阻力而导致的系统发热或产生锈蚀的情况。
设计时应选用合理的管径及管路材质,并在管路布置上减少弯曲管道,减少接头数量。
设计油箱时要利于散热,同时增加冷却装置,在吸油区和回油区之间应加装隔板,
以保证系统有足够的时间沉淀杂质、分离气泡及降低油温,在油箱顶板上应设置空气滤清器等空气过滤装置,
防止空气中的水蒸气等杂质进入,在油箱内壁应喷涂防锈底漆,防止内壁锈蚀,在油箱侧壁设置放油口。
2.3 使用单独的过滤系统在大型的液压系统中,可以单独设计由液压泵和过滤器组成的过滤系统,
如图1所示。
通过不断地循环过滤,
除去液压系统油箱中的污染物,让液压油得以清洁,符合系统的清洁度要求。
图1 由液压泵和过滤器组成的过滤系统
2.4 防止外界杂质混入液压系统
液压系统中有许多液压元件,有些存在细小的盲孔或者有很长的细小腔道,这些地方很容易让铁屑、沙粒、尘沫堆积,时间一久,会造成液压元件的拉伤、划伤、卡死,危及液压系统的安全运行。
拆卸液压元件时,首先应清洁表面的油污,然后再进行拆换。
在打开油箱之前,应先将油窗盖周围以及结合部位的灰尘、
油污清除干净,然后再开启油窗盖。
禁止用棉纱擦洗,以免油污、纤维等污物进入系统,还应注意站内的卫生,
要保证与洁净的空气之间的通风,阀台及接油槽应经常清理,减少污物的存留。
2.5 保证新加油液的清洁因新油在分装、运输、储存等过程中受到各种污染,在加油时要时刻树立“新油一定不干净”的思想,不能将各种牌号、不同厂家的液压油混合,加油前应对新购买的油进行化验、
过滤,再加入油箱。
2.6 在使用、
维修设备时控制污染在日常的设备维护和检修中,也应尽量减少对系统造成的污染。
检修时,不要造成污染,不要将污染物带入或遗留在系统中;检修完毕后应把大量的污物清洗干净;
在日常的运行维护中,应经常检查和定期更换活塞杆端部的防尘密封部位,防止吸入管位置和轴头密封位置等低于空气压力的位置钻进气体。
对密封易损的部位,
应经常检查及时更换。
3 结束语
本文介绍了液压系统污染的控制方法及主要对策,可见我们只有在现有的技术设备条件下对液压系统做尽心的防护处理,尽可能地降低污染物对液压系统的危害,才能减少设备故障,延长设备的使用寿命,从而保证液压系统的稳定运行。
参考文献:
[1] 李蕾,
邵勇.炼铁液压系统固体污染物的侵入及控制[J].液压与气动,2009(3):74.
[2] 许福玲,
陈尧明.液压与气压传动[M].第2版.北京:机械工业出版社,2004.
Method of Controlling
Pollution in Hydraulic SystemWANG Hui,ZHOU Xin-
li(Taizhong Group Yuci Hydraulic Industry Co.,Ltd.,Jinzhong
030600,China)Abstract:The article introduces the methods of controlling pollution in hydraulic system.We should take the following measuresboth in design and in maintenance to ensure the cleanliness of hydraulic system:selecting suitable filters,designing reasonablehydraulic systems,using independent circulate filter to prevent sundries in,etc.Key
words:hydraulic system;pollution controlling;method;countermeasure·
181· 2
012年第4期 王辉,等:浅谈液压系统污染控制的方法与对策。