液压系统的污染成因及对系统性能的影响
本帖最后由 zerowing 于 2016-8-3 21:48 编辑液压介质的清洁度对液压机床保证工作性能，可靠性及寿命有着重要意义。一些资料表明液压系统70%以上的故障是由于液压介质不符合技术要求引起的。油液被污染，泄漏及选用不当这三项费用共占液压系统维修费的80%。而其中以污染为首。因对液压机床说，控制油液的污染，保证油液的清洁度是一个重要工作。油液污染物的生成除了油液在炼制，制备，运输和储存过程中受到污染外，还有其他三大途径。一．液压系统在制造和装配中存在的污染物。二．使用过程中由外界侵入的污染物。三．系统内部液压元件磨损和液压油变质产生的污染物。它们之间在有些地方并无明显的区分点，物理，化学的复合污染相互影响，形成恶性循环，从而促使液压系统的工作性能，可靠性恶化，使用寿命减少。
下面简单说一下三大类型污染及对系统性能的影响。
一．液压系统在制造和装配中存在的污染物。它主要包括铁屑，水锈，铸砂，焊渣，涂料，油漆皮，装配前使用的液体（清洗剂，防锈油），灰尘，棉纱等。它主要由一些较大的颗粒组成。在系统中它助长磨损，划伤重要元件表面，卡住阀芯，从而使元件受到不可恢复的损坏，使系统部性能恶化，出现间隙特性，不合理特性及不明原因故障，造成机床短期故障或无法接受的性能。这种污染物颗粒是磨损催化剂，因为它们产生的磨屑在通过泵后被破碎成更小的磨粒，形成“磨损链锁反应”。一个颗粒每通过系统一次，它停留在能引起不可恢复损坏的概率就会增加。因此必须迅速有效从系统中清除，对系统进行冲洗的目的是为了消除和减少早期运转中的故障。
二．在使用过程中由外界环境侵入的污染物。它主要指的是通过油箱通气孔和加油口，活塞防尘装置和液压元件及管道拆卸口进入系统的水份和灰尘。它们进入系统内部会对液压系统敏感元件造成加速磨损，影响系统性能的作用。混入的空气和水，能降低油的润滑性，加速油液的变质。混入系统的空气量与液体的压力成正比，它降低了介质的容积模量，便系统出现压力不稳定现象及滞后现象，引起工作机构的误动作及不可靠性及不可控性。空气存在在液体中有二种类型：溶解与悬浮。在室温及大气压力下，石油基液压油大约能吸收9%体积的空气。在大气压下空气的饱和的液体在真空中将成为过饱和液体，此时液体将释放出空气，产生噪声。以气泡或气团存在的悬浮状空气，它们改变了系统特性，引起油泵气穴，噪声，润滑性下降和磨损，功率消耗增大，气体性氧化，温升和系统刚性不足等。系统中的水呈现游离状态或溶解状态。游离的水以分层或油乳化的形式出现，作为液压油中的污垢水会产生氧化物颗粒，沥青质和树脂质。水在液体中最明显的作用是腐蚀和生锈。其生成物进一步污染系统，它破坏各种添加剂，最终生成腐蚀金属表面的酸。当系统被水和脏物二者污染产生复合时，把被颗粒划伤的清洁表面腐蚀，结果连续地加速了这一过程。水在冰点以下结冰也会造成阀门和伺服机构卡住和堵死，滤油器堵塞，使系统动作异常。它同砂粒，金属屑或其它颗粒的影响是一致的。三．系统内部液压元件磨损和液压油的变质而产生的污染物。它是一个复杂的物理化学过程，有时还有微生物的复合作用。它们相辅相成，相互影响，从而形成恶性循环，恶化系统的工作性能。1．磨损。主要是指在工作过程中由于液压元件内部磨擦面之间不停地产生固体颗粒。其大小一般为0。5-20μm左右不等。这些颗粒进入运动副间隙后相当于研磨剂，加速磨损运动表面。磨损了的阀类元件重要运动表面会导致系统静态和动态性能变化，甚至工作性能不稳定，并且它们很难发现。磨损包括工作在工作时的正常磨损及异常磨损。如粘连，磨料磨损，切消磨损，腐蚀磨损及疲劳磨损等。还有仅在流体中特有的冲蚀和气蚀。
冲蚀：固体颗粒，液体或气体以很高的速度撞击固体表面，便材料产生疲劳而磨损。在弯道处的冲蚀磨损比直道要大几十倍之多。气蚀：由于液体流动方式的变化或固体表面的振动使液体内部压强发生变化，当压强下降低于液体的蒸汽压时就可能导致溶解于液体中的气体形成核，并长大到一稳定尺寸，并随之流动。当气泡核到达高压区时就变得不稳定而破裂。由于气泡破裂而引起压强猛烈变化并向周围液体对称发出振动波。当含有一连串载有气泡的液体向固体表面撞击时，气泡在撞击表面发生破裂，引起固体局部变形和磨损表层，使固体表面粗糙化，损坏元件产生污染。2．密封件损坏由于密封槽不符合规定和固体表面粗糙度不符合规定，使运动部件固体表面层油膜层被破坏，引起磨损和撕裂密封材料。经验表明显示当粗糙度为0.4μm时，此粗糙度下一些微小凹坑内积聚润滑油，可备启动时发挥作用。粗糙度太高和太低均不太适宜。当油液中混有空气时会产生气泡型和柴油机效应损坏密封件，使密封材料出现破损，碳化或烧坏。既污染了油液，引起泄漏，又引起了系统不可靠。
3．液压油变质由于液压油变质产生的异物，使流体元件之间很小的间隙以及节流小孔和缝隙卡死或堵塞，它破坏了相对运动元件之间的油膜层，引起了系统动静态特性不稳定，工作失灵。它主要有以下几种。1）氧化：油液除了自然气化外，还会由于油温高，水，空气的混入而加快氧化。油液中混有空气有二大危害。一为直接加快氧化，生成酸性化合物沉淀 ，腐蚀金属。二是高压时空气压缩发生高温压爆，使局部温度更高，引塌局部油液碳化。混入的水使油变质，产生淡褐色乳化物，降低油液粘度，增加腐蚀性。油液中少量的活性氯化物，碳化物及低分子溶性有机酸对油对金属均有腐蚀作用，使油质变坏。2）油温太高：油温太高使油液分子聚化或聚化产生树脂，沥青，焦油等黑褐色胶化物。它对系统各种控制阀危害极大，它堵塞过滤器，阀，泵，马达，使节流口堵塞，阀芯粘着，运动迟钝或误动作。并且这种化学反应速度随温度的升高而加快。资料表明，每当温度增加8度，油液的寿命减少一半。因此油液的工作温度限止于65度以下。3）可溶性反应：主要是同密封材料反应。它有二种现象。一是使密封材料产生溶胀，软化。二是使密封材料硬化。两者均使液压油性能变坏，密封材料失效，造成汇漏形成故障。4）“剪切”：当油液通过小孔和缝隙时，受机械“剪切”，使高分子聚合物分子链断链，它改变了油液的性能，降低了粘温特性，引起了油液粘度永久性降低，失去了润滑性，并会导致极化分子产生，引起堵塞现象。
总之，关于系统内部元件磨损和液压油变质污染，是一个十分复杂的机制，有些地方还不十分明确。但是液压元件的机械磨损同液压油的化学变质，两者相互影响，产生恶性循环，从而影响系统的整体可靠性及使用寿命。因此，为了减少液压系统的故障率，增强系统的可靠性及使用寿命，必须加强对液压污染的控制，排除早期污染物，限止污染物的侵入和生成，根据实际使用情况合理选用所便用的液压介质及所用密封材料，控制液压油温升，严禁两种油液混用，定期检查过滤装置，观察油液是否变质，并按规定换油和清洗，便系统保证在较佳的工作状态，从而获得必要的工作性能和工作精度，便机床更好地用于生产服务中去。 恩，写得不错，油泥是怎么产生的？ xlf63老师好！ xlf63老师分享了不少液压知识啊 大神厉害，说的很全面，学习了，个人瞎说几句
1、磨损：摩擦副的磨损是不可避免的，有些摩擦副按静压支撑设计，实际上运行时不可能做到完全油膜润滑，个人觉得摩擦副大多数时间都运行在边界润滑状态，做好强制润滑很重要，处于边界润滑不可怕，可怕的是润滑失效。磨损中的气蚀更是摩擦副的杀手，这个是不可消除的，只能尽可能降低，或者从系统着手，或者从摩擦副材料着手。
2、密封件损坏：设计没有问题的话，这个属于正常易损件，不多说
3、液压油变质：个人觉得对于用户来说这个才是最最最重要的，而现实却是往往被忽略，不注重油品的检测， 专科生MAX 发表于 2016-7-14 16:09
恩，写得不错，油泥是怎么产生的？
查查油液清漆 提一个问题，液压系统的的污染问题是否可以理解为系统的寿命呢？ 野马 发表于 2016-7-24 10:20
大神厉害，说的很全面，学习了，个人瞎说几句
1、磨损：摩擦副的磨损是不可避免的，有些摩擦副按静压支撑设 ...
不注重油液，再好的系统也是白搭了 人大太犬 发表于 2016-8-6 20:08
提一个问题，液压系统的的污染问题是否可以理解为系统的寿命呢？
这么说吧，油液绝对清洁是不可能的，污染最主要的油液被污染了，油液被污染的途径有好多，比如系统组装时周围清洁不好，就可能有灰尘杂质混入到系统中去，还有组装系统时工作人员意识不到位造成的污染，等等，再就是污染应该结合系统对污染的敏感度来看，也就是精密液压元件对油液的清洁度要求很高，污染了会导致元件功能丧失，严重时会失效。系统的寿命，这么说吧，组成系统的有执行元件，控制元件，动力元件，液压附件，液压油，系统的寿命，就是组成系统的主要元件寿命的综合体，当维护，维修成本可以接受的情况下，一般都是修了继续用，谢谢
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