孫新明

摘要:液壓就是工程機械液壓系統(tǒng)的動力源,使用過程中諸多因素影響其壽命,分析出影響液壓泵壽命的原因,才能有效地進行預(yù)防,才能延長使用壽命。

關(guān)鍵詞:液壓泵;壽命;分析

現(xiàn)代工程機械中,液壓傳動技術(shù)被廣泛應(yīng)用,液壓泵則是液壓傳動系統(tǒng)中的最重要的部件——液壓動力源。液壓泵的使用壽命直接影響工程機械的使用成本和使用效率,從而做好液壓泵的使用和維護對提高機械設(shè)備的利用率,做好液壓泵的使用和維修對提高機械設(shè)備的利用率,降低使用、維護成本,提高經(jīng)濟效益具有重大現(xiàn)實意義。

液壓泵的使用壽命是指泵體內(nèi)零部件(密封件除外)損壞或者磨損而使液壓泵喪失使用功能前的運轉(zhuǎn)時間。影響液壓泵使用壽命的原因很多,除泵本身設(shè)計、制造等方面的原因外,現(xiàn)就日常作業(yè)過程中的易出現(xiàn)的問題進行分析、預(yù)防。

1 禁止給冷液壓系統(tǒng)加載荷運行

液壓油在低溫條件下,流動性較差,加載后會使液壓泵內(nèi)缺油,使泵內(nèi)產(chǎn)生抽空現(xiàn)象(空氣被吸入)液壓油中產(chǎn)生大量的氣泡,油中的氣泡對液壓系統(tǒng)的危害是相當(dāng)大的,主要有以下幾方面。

系統(tǒng)工作不良。液壓油是液壓傳動系統(tǒng)中的動力傳動介質(zhì),純凈的液壓油,其壓縮率約為(5-7)×10-3m3/N即壓縮10Mpa時,體積僅被壓縮減少為0.625%,因此在一般情況下,液壓系統(tǒng)中的油可以認定為非壓縮性流體,從而不考慮其壓縮性。但是液壓油中吸入空氣產(chǎn)生氣泡后,其壓縮率就會大幅度增加,使液壓油增加了很高的體積彈性系數(shù),嚴(yán)重地危害著系統(tǒng)的工作可靠性,可使控制系統(tǒng)失靈,工作機構(gòu)產(chǎn)生間歇性運動等。由于氣泡引起的作業(yè)裝置誤動,還會發(fā)生機械事故,乃至人身傷亡事故。

局部油溫升高。氣體在瞬間被壓縮后,其溫度會急劇升高,氣泡在達到高溫后,便會使周圍的油燃燒,而空氣又是熱的不良導(dǎo)體,產(chǎn)生的大量熱不宜擴散,而油溫局部升高可帶來以下幾個不良后果。

加速油的氧化。根據(jù)氧化機理可知,油溫在70℃以上時每升高10℃,其氧化的速度成倍遞增,油溫的升高是促使油氧化的主要原因。氧化后的油通常會生成酸性化合物,引起液壓系統(tǒng)中金屬件的腐蝕。所以更容易產(chǎn)生渣泥、鐵銹、金屬屑等機械雜質(zhì),而這些雜質(zhì)又作為氧化過程中的催化劑,使油液加速氧化,形成了惡性循環(huán)。一般情況下油溫在70℃以下,具有很好的化學(xué)穩(wěn)定性。

潤滑性能下降。性能良好的油液能在金屬的摩擦表面形成牢固的油膜,油膜的強度和厚度主要決定于油品的質(zhì)量。變質(zhì)后的油液其油膜強度不足以承受工作負荷的壓力,致使金屬表面互相接觸,從而導(dǎo)致摩擦力急劇增加,加速零件的磨損。

加速密封件老化。液壓系統(tǒng)中采用的密封件均由不同化學(xué)成分的材料制成,不但要求與油液有好的相容性,而且還要求有適當(dāng)?shù)墓ぷ鳒囟?如果油溫超過密封件的正常耐熱溫度,便會使其加速老化,失去彈性。而導(dǎo)致密封性下降,使液壓系統(tǒng)泄油,壓力下降。

導(dǎo)致氣蝕發(fā)生。油中的氣泡隨系統(tǒng)的運動被油液帶到高壓區(qū)域時,體積急劇縮小,使該局部壓力升高,可達數(shù)百個大氣壓力,這個局部沖擊可以引起系統(tǒng)壁面的氣蝕。這樣就會造成泵體內(nèi)部劃傷或使齒輪泵中的傳動軸發(fā)生斷裂,柱塞泵拉斷傳動軸密封圈等故障的發(fā)生。

為避免液壓系統(tǒng)油溫過低作業(yè)時產(chǎn)生的損害,在外部環(huán)境溫度起動設(shè)備時,必須堅持讓設(shè)備在空載條件下運行相應(yīng)的時間,待液壓油的油溫升至60-70℃之間方可操作機械進行正常作業(yè)。當(dāng)液壓油的油溫升至80℃時應(yīng)立即停止作業(yè),此時作業(yè)就會發(fā)生高溫作業(yè)時易發(fā)生的各種危害。

液壓系統(tǒng)的冷卻主要有兩種方式:

自然冷卻:利用自然風(fēng)對液壓系統(tǒng)中的各種部件進行冷卻。

強制冷卻:給液壓油循環(huán)系統(tǒng)增加一個散熱器利用溫度傳

感器控制風(fēng)扇的開啟時機,把系統(tǒng)溫度控制在60-70℃之間。為使液壓冷卻系統(tǒng)工作可靠,要經(jīng)常對液壓油散熱器進行保養(yǎng),使之表面清潔、通風(fēng)暢快,達到給油液冷卻的目的。

2 保持油箱清潔,經(jīng)常檢查液壓油箱的油量

液壓油箱在液壓系統(tǒng)中的主要作用是儲油、散熱和分離油中所含的空氣及消除泡沫,一般工程機械的液壓系統(tǒng)的油箱是液壓泵最大流量的2-3倍。并標(biāo)有液壓油面的最底、最高位置。油面低于最底位時,應(yīng)補充相同型號的油液,避免因油液不足將空氣吸入液壓泵,致使液壓泵磨損。但是油面也不能(在非工作狀態(tài)時)高于最高油位。一是影響油液空氣氣泡的消除。二是液壓系統(tǒng)內(nèi)油液全部回到油箱時造成泄油。同時檢查液壓油箱的通氣孔保證其暢通。一是保證液壓油中的氣體分離后排掉。二是避免油箱封閉,液壓泵工作時油箱內(nèi)產(chǎn)生真空。

保證液壓油清潔。液壓油是液壓系統(tǒng)中的工作中的介質(zhì),如果油液中含有一定數(shù)量的灰塵,那么,就會對液壓泵產(chǎn)生磨損使其壽命減少,并且促使油液氧化加快。工程機械帶有液壓濾清系統(tǒng)的,要定期更換濾芯。同時要按期測量油液的污染度,最簡單的方法是目測。人的正常視力極限為40微米左右,因此油液中污染物雜質(zhì)的顆粒尺寸大于40微米時,眼睛就可以觀察到。這時,表明油液的污染已經(jīng)很嚴(yán)重,必須更換。在更換液壓油箱的油液后,應(yīng)開動機器循環(huán)運轉(zhuǎn)幾次,以排除系統(tǒng)中的空氣。另外更換液壓油管、閥時,也要注意清潔,不要將灰塵帶入液壓系統(tǒng)中去,以減少對液壓油的污染,對液壓泵的磨損。

液壓系統(tǒng)的泄漏。液壓系統(tǒng)的泄漏分內(nèi)泄、外泄兩種,內(nèi)泄主要是泵、閥、缸等工作元件的內(nèi)部泄漏,油液從高壓處向低壓處泄漏,它不會減少系統(tǒng)內(nèi)油液的數(shù)量,只會增加一定量的能耗。外泄是油液向液壓系統(tǒng)外的泄漏,如接頭、閥、油缸以及修理液壓系統(tǒng)時的泄漏,油箱有漏點等原因。這也是液壓油數(shù)量減少的主要原因,如果外泄的液壓油沒有及時得到補充,那么在液壓泵工作時就會從入口處產(chǎn)生渦流,使空氣被吸入液壓泵中,并造成大量的氣泡,通過氣蝕使液壓泵產(chǎn)生損壞。

防止水分進入液壓系統(tǒng)。水進入液壓系統(tǒng)后少則產(chǎn)生水蒸氣產(chǎn)生氣泡,多則使液壓油乳化變質(zhì),對液壓泵使用壽命產(chǎn)生影響。

3 避免在液壓系統(tǒng)有載荷的情況下突然啟動或停止。

當(dāng)液壓系統(tǒng)有載荷時液壓泵突然啟動或停止時,在控制系統(tǒng)開啟的瞬間,由于載荷的作用液壓系統(tǒng)存有相當(dāng)?shù)膲毫?該壓力會反作用在液壓泵上,因為這個反方向壓力的作用時間極短,形成一個沖擊力,給液壓泵軸造成傷害。而液壓系統(tǒng)的泄壓閥的反應(yīng)時間與壓力作用在液壓泵的時間基本相同。從而要避免液壓系統(tǒng)有載荷時的突然啟動或停止。

4 液壓泵在安裝時應(yīng)注意的問題

液壓泵的動力輸入軸是不能承受徑向力和軸向力,通常是用聯(lián)軸器聯(lián)接動力輸入的,因設(shè)計、制造原因,泵軸與聯(lián)軸器同軸度的要求有嚴(yán)格的規(guī)定。裝配時的偏差隨著泵的軸速提高,離心力加大,促使聯(lián)軸器變形加大,而聯(lián)軸器變形加大又使離心力再加大,造成惡性循環(huán),導(dǎo)致液壓泵泵軸擺轉(zhuǎn)、振動,噪聲加大,從而影響液壓泵的使用壽命。另外在使用過程中應(yīng)經(jīng)常檢查聯(lián)軸器銷是否松動,加以緊固,橡膠圈磨損的要及時更換。

聯(lián)軸器的裝配要求。

工程機械在使用的過程中,不可避免地要對設(shè)備進行維修和養(yǎng)護,在液壓泵的安裝過程中要注意聯(lián)軸器安裝的精確度。

剛性聯(lián)軸器:兩軸的同軸度誤差不得大于0.05mm;彈性聯(lián)軸器:兩軸的同軸度誤差不得大于0.1mm;兩軸的角度誤差不得大于1度。

由于裝配的精度可靠,可保證液壓泵在工作時產(chǎn)生的離心力,在設(shè)計允許范圍內(nèi),可保證泵的正常使用。反之使泵承受超出設(shè)計所承受的外力,致使泵體經(jīng)常磨損,縮短了液壓泵的使用壽命。

液壓技術(shù)在工程機械的廣泛應(yīng)用,使設(shè)備結(jié)構(gòu)更加緊湊,更利于操控,正常的使用,合理的維護對提高液壓泵乃至整機的壽命尤為重要。