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        液壓機械用油的污染與危害

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        【摘要】:
        油箱蓋因冷熱交替而使空氣中的水分凝結成水珠落人油中。
        一、油液中混入水分
        1.油液中水分進入的途徑
        (1)油箱蓋因冷熱交替而使空氣中的水分凝結成水珠落人油中。
        (2)冷卻器或熱交換器密封損壞或冷卻管破裂使水漏人油中。
        (3)通過液壓缸活塞桿密封不嚴密處進入系統的潮濕空氣凝聚成水珠。
        (4)用油時帶人的水分以及油液暴露于潮濕環境中與水發生親合作用而吸收的水。
         
        2.油液中混入水分后的危害
        (1)油液中混入一定量的水分后,會使液壓油乳化呈白濁狀態。如果液壓油本身的抗乳化能力較差,靜止一段時間后,水分也不能與油分離,使油總處于白濁狀態。這種白濁的乳化油進入液壓系統內部,不僅使液壓元件內部生銹,同時降低其潤滑性能,使零件的磨損加劇,系統的效率降低。
        (2)液壓系統內的鐵系金屬生銹后,剝落的鐵銹在液壓系統管道和液壓元件內流動,蔓延擴散下去,將導致整個系統內部生銹,產生更多的剝落鐵銹和氧化物。
        (3)水還會與油中的某些添加劑作用產生沉淀和膠質等污染物,加速油的惡化。
        (4)水與油中的硫和氯作用產生硫酸和鹽酸,使元件的磨蝕磨損加劇,也加速油液的氧化變質,甚至產生很多油泥。
        (5)這些水污染物和氧化生成物,隨即成為進一步氧化的催化劑,最終導致液壓元件堵塞或卡死,引起液壓系統動作失靈、配油管堵塞、冷卻器效率降低以及濾油器堵塞等一系列故障。
        (6)另外,在低溫時,水凝結成微小冰粒,也容易堵塞控制元件的間隙和死口。
         
        二、油中混入各種雜質顆粒
        油液中的固態污染物主要以顆粒狀存在。這些雜質有的是元件加工和裝配過程中殘留的,有的是液壓元件在工作過程中產生的,有的源于外界雜質的侵入,其危害是:
        1.油中的各種顆粒雜質會對泵和馬達造成危害。當雜質顆粒進入到齒輪泵或齒輪馬達的齒輪端面和兩端蓋側板、齒頂和殼體之間,或當雜質顆粒進入到葉片泵或葉片馬達的葉片與葉片槽,轉子端面和配油盤、定子與轉子(葉片頂部)之間,或當雜質顆粒進入到柱塞泵或柱塞馬達的柱塞與柱塞缸體孔,轉子與配油盤、滑靴與傾斜盤、變量機構的滑動副之間時,均有可能造成卡死故障。即使不造成卡死故障,也會使磨損加劇。雜質顆粒還有可能堵塞泵前的進油濾油器,使泵產生氣蝕或造成多種并發故障。
        2.油中各種顆粒雜質會對液壓缸造成危害。顆粒雜質會使活塞與缸體、活塞桿與缸蓋孔及密封元件產生拉傷和磨損,使泄油量增大,容積效率和有效推力(拉力)降低,如果顆粒雜質卡住活塞或活塞桿,將導致油缸不動作。
        3.油中的污染顆粒會對各種閥類元件造成危害。污染顆??赡芤鸹y卡死或節流121堵塞,造成閥動作失靈,即使不產生卡死或堵塞故障,污染顆粒也將使閥類元件運動副過早磨損,配合間隙加大,性能惡化。
        4.污染物繁殖細菌,加劇油液老化,使油液發黑發臭,更進一步產生污染。如此惡性循環,有可能產生以下后果:
        (1)污染物堵塞濾油器,導致油泵吸空,產生振動和噪聲。
        (2)污染物使油缸或馬達的摩擦力增大,產生爬行。
        (3)污染物使伺服閥等抗污染能力差的元件完全喪失功能。
        (4)污染物堵塞壓力表通道,使壓力得不到正確傳遞和反應。
         
        三、油中侵入空氣
        油液中的空氣主要來源于松動的管接頭,不緊密的元件接合面,暴露在油面上的油管以及密封失效處,油液暴露在大氣中也會溶人空氣。此外,當油箱內的油量較少時,加速了液壓油的循環,使氣泡排除困難,同時油泵吸油管“吃油”深度不夠也使空氣容易進入。
        混入液壓系統的空氣,通常以直徑為0.05~0.50mm的氣泡狀態懸浮于液壓油中,對液壓系統內液壓油的體積彈性模量和液壓油的粘度產生嚴重影響,隨著液壓系統的壓力升高,部分混入空氣溶人液壓油中,其余仍以氣相存在。當混入的空氣量增大時,液壓油的體積彈性系數急劇下降,液壓油中的壓力波傳播速度減慢,油液的動力粘度呈線性增高。懸浮在油液中的空氣與液壓油結合成混合液,這種油液的穩定性決定于氣泡的尺寸大小,對液壓系統等產生重大的影響,可能出現振動、噪聲、壓力波動、液壓元件不穩定、運動部件產生爬行、換向沖擊,定位不準或動作錯亂等故障,同時還使功耗上升,油液氧化加速以及油的潤滑性能降低。
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