液压油在液压系统中引起的故障原因及排除方法

陈 亮

(黑龙江省龙建路桥第一工程有限公司)

随着施工机械在路桥施工等基本建设中越来越多的应用,施工机械的正常运转就成了项目施工的重要保证。在工程机械中,液压传动现在已经是非常成熟的技术被广泛应用。液压系统工作可靠、可操作性好、性能稳定、故障率低,但寻找故障的部位要比复杂程度相同的机械式、电气式结构相比要困难的多。而液压油更是工程机械液压系统工作的主要介质,许多液压系统故障的产生都与液压油息息相关。本文就液压油异常引起的系统故障做简单介绍,主要分析故障产生的原因和故障的消除方法,仅供参考。

1 液压油温度过高

工程机械液压系统在工作过程中由于系统内部压力损失,克服摩擦阻力,补充容积损失等原因要产生能量损耗,这些损耗的能量将转变成热能使液压系统温度升高。适当的温升对系统影响不大,但油温过高则会降低液压系统的工作性能、设备与元件的寿命,浪费能源。油温升高的主要原因有以下几个方面:

(1)冷却系统发生故障或液压油油量不够,使散热量不足导致温度升高。

(2)液压系统的元件加工精度不够或装配质量不良,有相对运动元件间的润滑条件差,密封件质量不好或调整过紧造成机械摩擦损失引起的温度升高。

(3)液压系统工作压力调整不当,工作油液粘度太大或品质差等造成压力损失引起的温度升高。

(4)密封件损坏或液压系统相配元件的配合间隙过大使工作油泄露量加大而造成液压系统溶剂损失引起的温度升高。

(5)违章操作,超负荷运转引起的温度升高。

温度升高的控制方法有以下几个方面:

(1)严禁超负荷作业,更换配件要严把质量关,严格控制相配件的间隙和改善润滑条件,采用摩擦系数小的密封结构和材质,尽可能减少动不平衡量来降低能量损失。

(2)系统压力尽可能调至设备说明书上规定的下限值;合理调整工作部件的启动、停止和换向性能;限制系统中的液流速度;尽可能减少接头和弯头;采用传动效率高的液压回路等措施来降低压力损失所产生的热量。

(3)改进密封结构或选用密封性能好的密封件,严格控制密封件的间隙或合理增大封油长度来减少液压系统的泄露,尽量控制系统容积损失所产生的热量。

(4)采用粘温性能好的工作油液,即温度变化后工作油液的粘度变化较小,确保系统处于良好的润滑状态。

(5)改善散热条件,提高散热效果

2 液压油的污染

液压油是保障液压系统工作可靠性、寿命和经济效果最重要的因素,绝大部分液压系统的故障及液压元件的磨损和损坏都是由于液压油受污染而产生的后果。液压油受污染的原因主要有以下几个方面:

(1)液压油的品质低劣、抗氧化性能差或在生产过程中就含有各种杂质。

(2)在使用过程中不同品种的液压油混合使用产生化学反应而使油品下降,并析出各种生成物形成杂质。

(3)液压油储运以及往油箱中加油时带入污染物。

(4)液压元件在工作时由于磨损而产生的粉末,密封件磨损产生的橡胶颗粒:其它液压管路或腔道的脱落物等形成的污染。

(5)液压系统及元件在加工、装配、储运过程中带有杂物,与液压油混合形成污染物。

(6)油缸等元件的活塞杆在工作过程中伸出油缸的部分会带入系统一些杂物形成液压油的污染。

(7)液压油在使用过程中油液氧化变质后产生胶质、沥青质、碳渣等杂物形成污染。(8)液压油温度过高使液压油变质产生杂物形成污染。(9)液压系统检修保养时工作环境恶劣带入系统的污染物。

分析完液压油受污染的原因和途径,我们就要想办法解决这些问题来保证系统中液压油的纯净。一般有以下几种控制方法:

(1)选择符合设备说明书要求的液压油牌号并严把质量关,杜绝低劣品质的液压油进入液压系统。

(2)根据不同的工作环境和温度及时更换不同粘度的液压油。

(3)及时清洗液压油滤清器,更换失效的滤清器滤芯。

(4)液压油油量要充足,以使液压油能够在液压油箱内有较长的逗留时间,有利于空气和杂质从液压油中分离出来,也能充分利用油箱壁的散热作用降低油温。

(5)保持液压油箱油道口及各元件油管接口清洁。

(6)拆检液压系统时工作环境要清洁,并将所有外露的油路管口封闭好。

(7)拆卸下的元件需要清洗的,要根据元件的材质、污染物种类、颗粒粘附于表面的机理及清洗要求,采用不同的清洗溶剂和清洗方法,清洗后要脱脂、干燥,然后再装配。

(8)液压系统拆检装配完成后,必须对整个液压系统进行一次清洗,全部液压油循环三次左右滤出其中杂质即可正常使用。

3 液压系统漏油及渗油

液压系统漏油及渗油分为两种情况,一种是液压油从液压系统内部流到外部,即外泄露;一种是液压油在液压系统内部由于元件磨损等原因从高压腔流到低压腔,即内泄露。这两种情况都会直接影响液压系统的性能,使压力和流量不足,作用力和速度下降,功率损耗,油耗增大,甚至会使整个液压系统瘫痪而无法正常工作。现分析液压系统泄露的原因如下。

(1)密封件的原因:密封件密封是液压系统中被广泛采用的密封手段,其密封效果与密封件材质、表面质量、结构、使用时间、使用条件等有关。

(2)液压元件的原因:液压系统中绝大多数元件广泛采用间隙密封,其密封性能与间隙大小、压力差、封油长度、加工质量、油的品质等有关。

(3)维修人员装配不当、紧固力不均等引起的泄露。(4)元件的泄油、回油管路不畅引起内外泄露严重。(5)油温过高,油液粘度下降或选用的油液粘度过小使泄露增加。

(6)系统压力调的过高,密封件预压缩量过小而引的起泄露增加。

(7)系统超负荷运转,元件或密封件损坏形成泄露。

分析了导致系统泄露的原因,那么怎样才能减少或消除泄露呢?一般情况可采取以下四点措施。

(1)精心操作,细心观察,不随意提高系统压力。

(2)选用设备说明书推荐用油并根据工作条件、环境、时间、气候等综合因素及时更换液压油。

(3)选配适当规格的密封件,改进不合理的液压系统,尽可能简化液压回路来减少泄露环节。

(4)维修液压系统时要注意防尘,注意装配尺寸、装配间隙和密封件的方向性。

4 液压冲击

液压冲击是液压系统快速换向或突然关闭阀门时,液体流动的惯性和运动部件的惯性使系统压力瞬时升高而产生的现象。冲击现象不仅可以影响系统性能的稳定性和工作的可靠性,还会引起振动和噪音、各连接件的松动、液压管路的破裂、液压元件和测量仪表的损坏,严重的可能导致机械事故。液压冲击产生的根本原因是液压冲击波、液压系统油流的动量、运动部件的惯性力引起的压力增值。消除液压冲击的方法可以从下面这几个方面来考虑。

(1)在满足工作所需要的驱动力情况下,尽可能降低系统的工作压力,有背压阀的系统要适当提高背压阀的工作压力。

(2)液压管路尽可能采用橡胶软管来吸收一部分液压冲击的能量。

(3)根据实际情况在经常发生液压冲击的附近可考虑安装蓄能器。

(4)在确保工作周期的前提下,尽可能减慢换向阀关闭或开启进油口的速度。

(5)在换向阀未完全关闭前减慢液体的流速。

5 气穴现象

气穴就是液压系统液压油中混有气泡,一般是液压系统中液体的压力低于相应温度下的饱和蒸汽压时液体加速汽化产生的,另一种是溶解在油液中的空气分离出来而产生的。气穴存在于液压系统中可以腐蚀金属表面,降低元件的使用寿命,降低液压泵的容积效率,使系统压力不平衡,输出推力有波动,气穴也是系统产生振动和噪声的主要根源之一。气穴的产生原因主要有几个方面:

(1)回油管露出液面而使回油飞溅产生气泡,吸油管口浸入液面过浅,吸油时产生旋涡将空气吸入,液压系统的液压管路、腔道、元件的密封不良等原因将空气混入液压油中形成气穴。

(2)液压系统中的节流孔、阀类等节油部位、液压管路的变径等部位的油液流速突然升高使压力骤降形成气穴。

(3)液压系统中液流的分流与合流、液流方向突然改变而形成的气穴。

针对气穴产生的原因,通常采用下面的几种方法来加以控制:

(1)提高液压系统的密封性等一系列措施防止空气直接混入液压系统。比如减少液压系统的泄露、改良液压系统的密封、合理减少液压系统的液压油直接与空气接触的面积和几率等

(2)尽量减少液压系统的变径,减少液压油压力的骤升骤降。

(3)控制系统的油温。

(4)减少或消除液压冲击。