液压油的选择和维护对精密注塑机的重要性

罗时辉

(洪氏(天津)国际贸易有限公司,天津 300457)

液压油的选择和维护对精密注塑机的重要性

罗时辉

(洪氏(天津)国际贸易有限公司,天津 300457)

文章着重介绍液压油的选择与维护对精密注塑机的重要性。精密注塑机不仅需要选择性能优异的液压油，而且需要对运行中液压油进行有效地维护。二者是相辅相成、缺一不可的。对液压油的良好维护不仅可以确保精密注塑机的平稳和无故障运行，而且可以为企业降低维护费用，减少有计划和无计划的停产时间，从而提升企业的生产力和市场竞争力。

瓶坯注塑机；液压油；维护；污染；液压系统；伺服阀；腐蚀；颗粒；清洁度

0 引言

我国每年消耗数以亿计的瓶装饮料、矿泉水，而这些装矿泉水、饮料的PET瓶是由注塑机(又称瓶坯机)和吹瓶机制造出来的。目前国内拥有大量的国产和进口瓶坯注塑机，要使用大量的高性能液压油。

PET瓶注塑机是一种非常精密的机器，对液压油的性能和质量要求非常严格。如果液压油的选用和维护不好，会给瓶坯注塑机的平稳运行带来严重影响，也会给企业的正常生产带来极大的困扰。一台瓶坯注塑机的年维修费用包括液压油费用在30～40万元之间，而大型的饮料企业瓶坯注塑机可多达150多台，因此选择符合规定要求的液压油至关重要。此外，性能优良的液压油除了可以有效地减少设备磨损，降低配件购买费用和设备维护费用外，还可以减少企业有计划和无计划的停产时间，提高生产力和市场竞争力。

按动力系统来分，注塑机有三种类型：全液压注塑机、液压/电动注塑机和全电动注塑机，其中液压或电动是对动力驱动系统来说的。三类注塑机设备在性能上各有优缺点。本文着重介绍液压油的选择对第一、第二类注塑机的重要性和影响。

注塑机是一种重负荷设备，工作时间长，在生产旺季是一天24 h运转的，这对所使用的液压油来说是一种严峻考验。根据不同的设备制造商(OEM)和生产能力不同，注塑机液压系统的尺寸大小有较大的区别，因此液压油箱的容量也不一样。一般来说，纯液压注塑机液压系统可容纳2000多升液压油(包括管线中液压油)，电动/液压注塑机可以容纳1000 L左右。不同品牌瓶坯注塑机所用液压油的黏度等级也不一样，常用的有ISO 32、ISO 46和ISO 68。

在实际生产中，瓶坯注塑机由于比较娇贵容易产生故障，从而导致用户和设备厂家之间产生纠纷，用户指责注塑机厂家的设备性能不好。而设备厂家则指责用户在液压油的选用、维护方面工作没有做好，因此各执一词。由此可见，液压油对注塑机的重要性和影响可见一斑。排除注塑机制造、安装和操作的因数外，液压油的性能对注塑机至关重要，一种性能优良的液压油在使用过程中如果得到良好的维护，可以确保注塑机平稳、无故障地运行，从而可以确保企业生产的正常进行。液压油的选择与维护是确保其高性能的有机组成部分，不可分割。下面就液压油的选择和维护作比较详细的阐述。

1 液压油的选择

瓶坯注塑机是一种高精密机器，其液压元件特别是伺服阀对液压油的污染特别敏感，因此在油品的选用方面，除了要求具备常规HLP液压油(DIN 51524 part 2)规定的性能外，还提出了下列额外的要求。

1.1 低锌或无锌液压油

含锌液压油具有优异的抗磨性能，但其也存在下列二个问题：第一、不能用于贵重金属制成的零部件如银、铜等，而一些液压元件是由铜或银制造的；第二、锌会对水生物产生影响，对于环境敏感地区不适用。在美国含锌油品是不允许通过水路或航空运输的。

国外著名品牌的瓶坯注塑机在产品手册中，规定液压系统必须使用无锌液压油，或建议使用无锌或低锌液压油，否则一旦设备出了问题，设备生产厂家不纳入保修范围。瓶坯注塑机制造商为什么要选用低锌或无锌液压油呢？这是因为其液压系统中的热交换器管路是用铜制造的或是镀铜的，或液压元件是由铜或银制造的。而高含锌量的液压油中的锌会对铜或银产生腐蚀。

当液压油中锌含量大于400 μg/g时，锌就会对铜产生腐蚀，随着时间的推移，油中的铜含量会大幅增加。作为颗粒污染，油中的铜不会对机器造成威胁。但当液压油中铜含量大于100 μg/g时，会加速液压油的氧化。一般来说，液压油的换油周期是一年(或运行8000 h)，油品的加速氧化会导致油品的性能下降，产生的酸性物质、油泥及杂质会堵塞伺服阀等液压元件的微孔，导致液压系统不能正常运行，故障频繁产生，严重影响生产的正常运行。

1.2 不宜选用抗燃液压油和含重金属液压油

一般来说，瓶坯注塑机不推荐使用抗燃或燃点更高的液压油，因为这些液压油可能与密封件不相容，导致液压系统泄漏和液压部件过度磨损；不使用含重金属的液压油是因为重金属对人体有毒有害，会对环境造成重大影响，增加废液压油的处理难度。

1.3 高清洁的液压油

液压系统的故障70%是由液压油的颗粒污染(金属磨屑、杂质、灰尘颗粒、纤维等)引起的，颗粒污染会增加液压系统磨损，导致污染物成几何级数增加，形成恶性循环，是液压系统故障的主要根源。有一家大型饮料生产企业，在对近150多台瓶坯注塑机液压系统取样化验过程中，发现90%以上的液压油清洁度不合格，注塑机经常发生故障而停产维护，造成了很大的损失。所以控制液压油的颗粒污染，对确保瓶坯注塑机平稳、无故障运行至关重要。

由于液压系统压力大、液压油流速高，颗粒污染一方面会对液压元件如泵、阀和管路造成冲蚀和磨损，另一方面会使伺服阀等阀门堵塞或卡住，导致调节过程无法控制，因此要选用高清洁的液压油。哈斯基(Husky)注塑机要求运行中的液压油的清洁度达到ISO 4406 14/12/10标准，最低不能低于17/14/11标准。

1.4 优异的油水分离性能

液压油的油水分离性能对瓶坯注塑机来说十分重要。如果油品的油水分离性能差，液压系统的冷凝水或泄漏的冷却水会导致油品乳化，乳化后液压油会加速变质和水解，其所形成的油膜强度会显著降低，导致液压元件磨损加剧。另外，液压油中水分会导致油品过滤困难。

1.5 良好的过滤性

液压油的可过滤性对瓶坯注塑机来说至关重要，良好的过滤性可以极大地减少液压油中颗粒污染物，有效降低液压系统的故障率；还可以加速油品的循环，在一定程度上降低液压系统的工作温度。

瓶坯注塑机一般要求滤油小车滤芯和液压系统滤芯对于3 μm的粒子过滤精度β3≥1000，其曲线如下图。图1显示不同过滤等级的滤芯的过滤性能。X轴表示颗粒的大小(μm), y轴表示油品的过滤性能βX (0)( ISO 16889 )。

图1 不同过滤等级滤芯的过滤性能

1.6 选择高苯胺点的液压油

由于瓶坯注塑机系统工作压力很高，一般在18 MPa以上，因此要求液压油与密封件有优异的兼容性，否则会导致大量的油品泄漏，不但会污染工作场地、增加液压油的用量，还会导致停工停产，甚至可能发生安全事故。油品苯胺点越高，与密封件的兼容性越好。

1.7 不同品牌的液压油不能混用

不同品牌的液压油所采用的添加剂包(系统)有一定的差异，混合后很可能相互发生化学反应，导致油品性能下降，还会导致油品产生沉淀或浑浊或分层，从而加速液压元件的磨损。

1.8 严格的液压油报废标准

由于瓶坯注塑机对液压油的要求非常严格，因此对其报废指标要求也非常高。表1列出的是哈斯基瓶坯注塑机对液压油的报废要求。

表1 哈斯基瓶坯注塑机对液压油的报废要求

注：当油品指标达到任何警报极限时，液压油即被视为已经达到寿命极限。

2 液压油的维护

使用高质量的液压油是机器获得最佳性能和最高可靠性的关键。液压油的换油周期一般长达一年(或8000 h运行时间)。在这个漫长的过程中，日常维护是提升液压油使用性能的重要措施。一般建议每半年(或机器每运行4000 h)对液压油的清洁度监测一次。液压油的维护工作包含以下几个方面。

2.1 液压油运行温度的控制

瓶坯注塑机对温度比较敏感，理论上来说其液压系统中液压油运行温度越低越好，但温度过低，油品黏度会增大，导致油品过滤困难。此外，也会使得油泵吸油困难，容易造成气蚀、液压系统工作压力偏低，动力损失增大。

一般来说，瓶坯注塑机液压系统的工作温度在47～53 ℃比较适宜，最高不能超过55 ℃(不同品牌的注塑机有一定的差异)。工作温度过高会引起一系列不良后果：(1)会导致液压油的黏度下降，渗漏和滴漏增加，降低容积效率，影响工作机构的正常运动；(2)会加速液压油氧化变质。润滑油氧化速度与工作温度成正比，氧化产生的氧化物油泥和杂质会堵塞液压元件中的微孔或缝隙，使之不能正常工作；(3)会引起热膨胀系数不同材质的相对运动零件之间的间隙变小，甚至卡死；(4)还会引起设备的热变形，破坏原有精度，从而影响瓶坯的质量。

对用户来说，瓶坯注塑机液压系统是无法改变的，所以油品的工作温度是不能通过更改设备的结构、尺寸或零部件来控制的。此外，设备制造商(OEM)通过大量的试验，已确定液压系统油品的黏度等级，如果更改油品黏度会产生不利影响，所以也不能通过降低黏度间接地达到降低工作温度的目的。

有一家饮料厂的瓶坯注塑机规定使用ISO 46黏度等级的液压油，但使用后发现油品清洁度达不到规定要求。于是该厂尝试使用ISG VG 32液压油，由于黏度小，过滤相对容易，清洁度达到了OEM的规格要求，虽然故障率明显减少，但液压系统会产生泄漏，导致管接头处产生漏油和渗油现象。

要控制液压系统的工作温度只能从三个方面着手：一、通过加大或减少冷却水的流量，控制液压油的温度；二、控制环境温度，比如在夏季通过空调系统控制瓶坯车间的温度；三、减少瓶坯注塑机的连续工作时间，使液压系统有一个自然冷却的间隔时间。因为瓶坯注塑机都十分昂贵，加上车间场地的限制，企业不可能通过购置多台设备来达到上述目的。因此，控制液压系统工作温度主要依靠前面二个方法，尤其是第一个方法。

2.2 污染物的控制

前文提到液压系统故障70%是由液压油污染造成的，因此油中污染物的控制是确保系统平稳工作的重中之重。油品清洁度一般是检测几微米到十几微米的颗粒，而裸眼可以看到的最小颗粒为80 μm，所以在日常维护中，表观上看设备很干净，但实际仍然会造成颗粒污染。那么如何控制液压油中的污染物呢？

(1)液压油的储存：液压油应存放在室内，防止受到室外雨雪、灰尘的污染，有条件的企业可将油桶平放在货架上。

(2)加油和换油：加油前要用不掉棉屑的清洁干布擦拭油桶表面，将滤油小车与油桶口及加油口迅速连接，滤油小车滤芯的精度为β3≥1000。加油到规定的刻度后，使用滤油小车对液压系统中新加的液压油进行循环过滤，直至过滤车上的颗粒计数器显示达到 14/12/10为止。见图2。

图2

(3)按照规定定期更换液压系统的滤芯。滤芯要使用设备制造商规定的原厂产品，不能使用过滤精度低的滤芯。

(4)拆开任何液压系统端口前，必须先将周边清理干净，采取保护措施，防止污染物进入液压系统。

(5)禁止戴面线手套操作，如需使用抹布，应使用专用不掉毛的抹布，使用工具和工作台面要保证清洁。

(6)拆开的端口要尽快恢复，尽量避免长时间敞开端口。

(7)液压油箱呼吸阀过滤器每半年需要更换一次。

(8)滤油小车和液压系统滤芯出现压差报警时也应立即更换。

2.3 液压系统的清洗

液压系统在制造、试验、使用、储存和使用中都会受到污染，而最主要的污染是使用过程中产生的，清洗是清除系统污染，保持液压油、液压元件和管道等清洁的重要方法。实际生产中，液压系统的清洗通常有主系统清洗和全系统清洗，全系统清洗是指对液压装置的整个回路进行清洗，是主要采用的方法。

目前很多企业使用冲洗油在线清洗，所谓在线清洗是指不停产、不拆开设备的清洗。在设备处于运行状态时，放出15%～25%的旧油，然后加入15%～25%的冲洗油，冲洗油的用量根据液压系统的污染程度和使用年限来定，液压系统脏或多年未清洗，冲洗油的比例必须增加。清洗效果以液压系统内部过滤器的滤网上无杂质为标准。

清洗介质可使用冲洗油或本液压系统指定的液压油，不能用柴油、煤油、汽油、酒精、水、蒸汽或其他化学液体。这是因为：(1)溶剂型液体或化学液体与密封件不兼容，会造成密封件的损坏；(2)有一部分溶剂是无法排出来的，这样液压油就会被稀释，黏度就会降低，容易导致液压系统泄漏；(3)采用化学液体清洗会导致液压元件、管路、油箱等受到腐蚀；(4)使用水或水蒸气清洗，会使液压系统元件产生锈蚀，还会导致液压油乳化和内部过滤系统过滤困难，甚至导致液压泵磨损。

在清洗前应将系统恢复到实际运转状态，液压泵保持连续运转进行清洗，时间一般为8～24 h为宜。清洗结束后，要趁热将带有冲洗油的液压油排放干净，然后用小半桶新的液压油再次冲洗一次，然后才能按照规定程序加入新油。

2.4 液压系统空气的排出

空气进入到液压系统后，会使液压油具有一定的压缩性，致使系统产生噪声、振动，破坏工作的平稳性。此外，空气的进入会加速液压油的氧化变质，降低使用寿命。因此需要将液压系统中的空气全部排出。

综合上述，瓶坯机液压油的选择和维护是相辅相成的，是确保瓶坯注塑机平稳、无故障运行的关键。

The Importance of Hydraulic Oil Selection and Maintenance to Precise Injection Molding Machine

LUO Shi-hui

(Hung' s (Tianjin) International Trading Co., Ltd., Tianjin 300457, China)

This article emphatically introduces the importance of hydraulic oil selection and maintenance to a precise injection molding machine. A precise injection molding machine not only needs to select a high performance hydraulic oil, but also needs to effectively maintain the hydraulic oil in the operation process. Both of them are complementary and integral with each other. Well maintained hydraulic oil not only can ensure the precise injection molding machine with smooth and trouble free operation, but also can reduce maintenance cost and the scheduled and unscheduled downtime, resulting in productivity improvement and market competitiveness for enterprises.

preform injection molding machine; hydraulic oil; maintenance; contamination; hydraulic system; servo valve; corrosion; particle; cleanliness

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.04.005

1002- 3119(2017)04- 0024- 05

TE626.38

A

2017-03-14。

罗时辉，工程师，1986年毕业于吉林化工学院化工系废润滑油再生专业， 2005年毕业于南昌大学经济系工商管理专业，长期从事润滑油专业技术服务工作，与人合作、共同研制的润滑油黏度指数改进剂获得南昌市科技进步三等奖，与人合著《废润滑油再生》，已发表论文13篇。E-mail:lsh@lubriplate.com.cn