張小衛(wèi)

（濰柴動(dòng)力（濰坊）鑄鍛有限公司，濰坊 261000）

0 引言

液壓傳動(dòng)是以液壓油為工作介質(zhì)進(jìn)行能量轉(zhuǎn)換和動(dòng)力傳遞的，它具有很多優(yōu)點(diǎn)，如液壓傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)比較緊湊，布局起來比較容易，它的傳遞能量比一般的系統(tǒng)要大，因此該液壓系統(tǒng)在工程機(jī)械領(lǐng)域得到了比較廣泛的應(yīng)用。大量事實(shí)表明，液壓系統(tǒng)的故障是由于液壓污染引起的，在使用液壓系統(tǒng)時(shí)要把它看作像人的血液一樣保持足夠的清潔，才能確保液壓系統(tǒng)的故障率在最低限度，所以對(duì)液壓系統(tǒng)油液污染進(jìn)行控制，可以大大提高液壓系統(tǒng)的可靠性和液壓元件的使用壽命，降低液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生率。

1 污染控制平衡關(guān)系

美國俄克拉荷馬州立大學(xué)的E.C.Fitch教授在分析液壓元件污染壽命與各因素之間的關(guān)系的基礎(chǔ)上，提出了污染控制平衡圖。該平衡圖所描述的液壓系統(tǒng)的污染控制平衡，是通過兩架天平來實(shí)現(xiàn)的，一臺(tái)天平反映系統(tǒng)的過濾特性即污染控制的能力[1]。另一臺(tái)天平則反映液壓元件的耐污染能力，兩臺(tái)天平分別指示了元件的污染壽命與油液污染度和元件耐受度的關(guān)系。天平的砝碼就是與污染控制各個(gè)因素的有關(guān)參量。

E.C.Fitch教授提出的污染控制平衡圖中，左邊的天平反映系統(tǒng)油污染度與過濾器精度、流量以及污染物侵入率之間的關(guān)系。從該天平的平衡關(guān)系可以看出，如果通過提高過濾器的過濾比，增大過濾流量Q，并且同時(shí)降低污染物的侵入率，那么就能降低液壓傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)油液的污染度，增加液壓傳動(dòng)系統(tǒng)元件的工作壽命和它的可靠性。換句話說，這些措施也就是能夠降低液壓系統(tǒng)的故障發(fā)生率。污染控制平衡圖中右邊的天平表達(dá)了液壓元件污染磨損理論和污染耐受度的基本內(nèi)容，具體反映了油液的抗磨性、液壓元件的抗磨性、污染物磨損性等因素對(duì)液壓元件耐受度和污染壽命的影響。

為了保證元件的工作壽命，在油液污染度和元件污染耐受度之間必須達(dá)到合理科學(xué)的平衡。采取的主要途徑有采取有效的污染控制措施，降低油液的污染度，即提高油液的潔凈度，還有就是提高元件的污染耐受度。

2 液壓系統(tǒng)中常見的污染物

固體顆粒、水分、空氣、化學(xué)物質(zhì)和微生物等是液壓系統(tǒng)中的主要污染物。此外，從廣義上來說，在機(jī)械液壓系統(tǒng)中，各種靜電、磁場、熱能和輻射以能量的形式存在。污染物主要是由于靜電和磁場的吸引。這些吸力可以使顆粒吸附在液壓系統(tǒng)的表面或間隙上，從而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)部件的污染磨損或夾緊。此外，系統(tǒng)中的熱能可以提高油溫，使油潤滑性能降低，部件泄漏增加，加速油劣化和密封失效[2]。

3 液壓系統(tǒng)最常見的故障分析

液壓系統(tǒng)最常見故障的表象特征就是在規(guī)定的條件下及規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，未完成規(guī)定功能，液壓元件污染卡緊。主要的原因是當(dāng)液壓油中的微粒污染物進(jìn)入相對(duì)運(yùn)動(dòng)間隙時(shí)，會(huì)引起污染磨損，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)副之間的啟動(dòng)力（夾緊）增大，甚至運(yùn)動(dòng)副也不能啟動(dòng)（卡死）。

一般來說，有兩種污染情況。一種是，靠近臨界間隙或大于臨界間隙的少量顆粒被堵塞在運(yùn)動(dòng)間隙的一部分中，導(dǎo)致部件被堵塞，但是這些顆?？梢酝ㄟ^使用選擇性過濾器來控制。所以，這種情況下出現(xiàn)卡緊現(xiàn)象的幾率比較小。第二種情況是由大量小顆粒污染物在運(yùn)動(dòng)間隙內(nèi)逐漸積起來而引起卡緊，這些小顆粒污染物是濾油器過濾不了的[3]。

4 加強(qiáng)液壓污染控制

4.1 重視液壓系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)

在選擇液壓元件時(shí)，必須對(duì)功能、性能和可靠性等因素進(jìn)行全面的評(píng)估。應(yīng)選擇具有高耐污染性的成熟可靠的液壓元件，做到從源頭上把關(guān)和控制。液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中要重視過濾器的選配，過濾器的選用必須秉承科學(xué)合理的原則，基于系統(tǒng)中關(guān)鍵液壓元件的靈敏度和系統(tǒng)中污染物的侵入和生成水平，應(yīng)綜合考慮過濾器的各種性能指標(biāo)。過濾器的絕對(duì)尺寸精度應(yīng)小于系統(tǒng)中的關(guān)鍵液壓元件的最小臨界間隙尺寸。

4.2 減少污染物和潛在污染物

減少液壓系統(tǒng)中液壓油和液壓件中固有的污染物和潛在污染物，是污染控制的舉措之一。為了嚴(yán)格檢查液壓元件的污染，特別是從國外購買的液壓元件，污染控制的要求應(yīng)向生產(chǎn)廠家提出。在運(yùn)輸和儲(chǔ)存過程中，為了防止污染物的侵入，所有的油口都應(yīng)該密封和封口。在裝配前（無論是新的還是修理的），所有部件和附件都必須仔細(xì)清洗。為了加強(qiáng)液壓油的污染管理，在進(jìn)入工廠之前必須對(duì)油進(jìn)行取樣和檢查，并在進(jìn)入油箱之前過濾具有各種指示劑的合格油。

4.3 防止污染物侵入液壓系統(tǒng)

液壓系統(tǒng)在運(yùn)行的過程中要注意防止污染物侵入液壓系統(tǒng)。一是在液壓系統(tǒng)裝配之前，為了控制環(huán)境中的粉塵含量，裝配車間應(yīng)采用空氣凈化措施和室內(nèi)加壓，使室內(nèi)空氣壓力略高于外界，從而防止大氣中的粉塵污染，實(shí)現(xiàn)裝配車間的粉塵控制?？梢圆捎脻穹庸ず透煞ńM裝的方法，所有清洗過程都用清潔油清洗。影響裝配質(zhì)量的零件表面應(yīng)采用干式裝配，即用干壓縮空氣干燥，然后組裝。二是在系統(tǒng)運(yùn)行過程中，要注意保養(yǎng)。在燃油箱的通風(fēng)孔和活塞桿上安裝可靠的防塵裝置，液壓油的泄漏不能直接送回油箱，系統(tǒng)加油必須嚴(yán)格過濾，組裝用具、加油容器和濾網(wǎng)必須保持清潔。當(dāng)系統(tǒng)部分故障或拆卸時(shí)，有必要防止環(huán)境污染系統(tǒng)，不立即組裝部件，注意污染。

4.4 防止系統(tǒng)中污染物的形成。

系統(tǒng)中產(chǎn)生的污染顆粒主要是由摩擦副磨損的金屬顆粒和系統(tǒng)中由銹和油漆剝落產(chǎn)生的污染物。為了控制和減少這些顆粒污染物，過濾方法可用于凈化，從而對(duì)機(jī)油濾清器的維護(hù)提出了更高的要求。另外，在選擇液壓油時(shí)，必須注意與液壓元件的相容性，特別是密封材料。必須嚴(yán)格控制液壓油的溫度和油中的氣泡，防止油的氧化和變質(zhì)。

5 結(jié)束語

液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生，取決于液壓系統(tǒng)中部件的抗污染性和系統(tǒng)油的污染。搞好液壓系統(tǒng)的污染控制是降低液壓系統(tǒng)故障率的有效措施。液壓系統(tǒng)中的主要污染物包括固體顆粒、水、空氣、化學(xué)品和微生物。此外，還存在各種形式的靜、磁、熱和輻射能。做好液壓系統(tǒng)污染控制，要重視液壓系統(tǒng)的可靠性設(shè)計(jì)，減少系統(tǒng)中的污染物和潛在污染物。只有做好污染控制，才能保證液壓系統(tǒng)的可靠性，降低液壓系統(tǒng)故障發(fā)生率。