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【新闻】液压机械空气污染的危害及预防汕尾

发布时间:2020-10-18 15:43:00 阅读: 来源:无机防火堵料厂家

液压机械空气污染的危害及预防杜巧连1,吴小洪(1.金华职业技术学院,浙江金华2.广东工业大学,广东广州510090)对液压系统来说,空气和尘粒、水、酸性物一样是流动的污染物。但是人们往往只重视后三种污染物对液压系统的危害,而忽视液压系统中的空气对液压系统的污染。事实上,液压系统中的空气也会导致液压机械发生故障1空气污染对液压机械的危害(1)产生振动和噪声液压系统的工作介质是液压油。由于液压机械在大气压环境中工作,油液中不可避免地含有空气,除混入油液中呈气泡状态存在的气体外,油液中还能溶解一些气体。在常温常压下,油液能溶解约6 ~12 的空气(按体积计),并且油液中溶解的空气量与油液的绝对压力成正比。油液在液压系统中流动时,流速高的区域压力很低,当压力低于工作温度下油液的空气分离压时,溶解于油液中的大气将大量被分离出来,形成气泡。这些气泡混杂在液体中,会产生气穴,使原来充满在管道或元件中的油液呈不连续状态。在液压系统中,容易产生气穴现象的地方主要有泵的吸油部分、配油盘部位、阀类元件的节流部位。气穴对液压系统的危害很大,除会影响液压系统的工作平稳性外,还会使液压系统产生强烈的振动和噪声。例如:液压泵在工作时,其吸油口处呈现局部真空。若真空度过大,吸油口的压力降到低于油液的空气分离压时,油液内溶解的空气会大量逸出,产生液压泵气穴现象,这将会使液压泵产生很大的噪声,成为液压机械的主要噪声源。

(2)加工精度降低液压系统中混入的空气以游离的形式存在于液压油中,使油液的可压缩性急剧增加。当液压系统外负载波动时,执行机构中油液压力会发生脉动,导致气体膨胀或收缩而引起执行机构供油流量明显变化,造成液压机械出现低速爬行的现象。对于要求响应快、定位准的高精度液压机械,传动刚度是一项重要的指标。传动刚度与液体的体积弹性模量有关,液压系统工作时,实际油液中既含有溶入的气体,也含有混入的气体。溶入油液的气体对液体弹性模量基本不产生影响,而混入油液的气体会使油液的体积弹性模量急剧下降,使油液中的压力波传递速度减慢。从而导致液压机械加工精度降低。

(3)加速油液氧化变质液压系统工作时,混入油液中的气泡随着液体机械开发2000年增刊?设备维护?

运动到高压区时,气泡在周围压力油的冲击下,其体积迅速缩小直至溃灭。此时在气泡的中心将产生很高的压力。实验结果表明,在溃灭的气泡中心压力可高达150~200M Pa.液体质点的动能除转化为压力能外,还有一部分要转化为热能,使局部油温升高,局部高温可达1000℃。气泡破灭时的瞬时温度取决于液体局部压力的变化率和液体及气体的比热。当液体的局部温度达到使气体中的氧可以与液体分子相化合的程度时,则那一部分液体被氧化,从而使油液变质。此外,这种现象若发生在密封件或支承环的附近,密封件和支承环将会被烧焦。这样,除了元件产生直接失效外,支承环或密封件烧焦产生的坚硬碎颗粒也将引起液压系统出现故障。

2空气污染液压系统的识别空气对液压系统造成污染后,往往会附带有以下一种或几种附加特征。(1)液压泵的声音偶然发生变化或安全阀偶尔发生异常响声(2)执行机构偶尔出现跳动或爬行(3)油箱内油液的透明度低,回油口处有泡沫出现(4)过滤油液有油液氧化后的黑色残渣。若有以上一种或几种现象,即说明液压系统已受空气污染。

3液压系统空气污染的预防液压系统是一个封闭的系统,早期不易得知系统的污染状况,往往只能通过液压系统的噪声、振动、爬行来判断是否受污染,因此,控制空气污染应以预防为主。液压系统中易发生空气污染的部位主要有液压泵吸油口、控制阀阀口附近、液压缸两腔处。为此在液压系统设计和使用中应着重采取相应的预防措施。

(1)液压泵吸油口空气污染的预防在设计油箱的容积和确定机械设备的用油量时,应保证在最低油面时有足够的油量,使液压泵吸油管口不至于露出油面而吸入空气。油箱中应设置隔板将吸、回油管隔开,使液流绕行,以利于气泡从箱中分离。或在油箱中设置金属网消除气泡。

使用时应经常检查吸油口管路各接头处的密封情况,以免密封不严吸入空气。还应经常检查吸油滤油器的吸油状况,必要时及时清洗或更换滤芯,以保证液压泵吸油通畅,避免泵吸入口产生气穴。

(2)控制阀阀口处空气污染的预防液压回路设计不合理,控制阀阀口区域内油液阻力过大,压降过大或液压机械在长时间使用后杂质堆积,油液流经狭窄缝隙产生急剧的压降,都会产生气穴。尤其在流量控制阀中节流阀处易出现此情况。为防止控制阀阀口附近发生气穴,设计时应使液压回路中控制阀阀口的前后压差满足性能要求。对于由杂质堆积引起的气穴现象,可通过清洗控制阀消除。

(3)液压缸两腔空气污染的预防因液压缸的两腔属封闭容腔,缸内原有的空气和从系统管道中由油液带来的空气都将积存在缸的两腔内。作为液压系统的执行元件,液压缸会直接反映出空气污染的危害,若空气不及时排出,会造成液压缸低速爬行,影响正常工作。为了避免这种现象的发生,除采取措施防止空气进入液压系统外,为能及时排除积存在缸内的空气,可在液压缸上设置放气阀。对于负载惯性大、运行速度快的液压缸,液压缸行程两端还应设置缓冲装置,以预防因负载惯性引起气穴。

4结束语不难看出,液压系统中的空气确实是液压机械的一种污染物。由于大气气泡占据一定空间,液压系统中的空气会破坏油液的连续性,会导致泵的输出流量减小。在泵的压油管中还会造成流量和压力波动,使液压机械工作不平稳,加工精度降低。同时还会使液压机械产生强烈的噪声,并加速液压系统中油液氧化变质。为此,我们必须重视液压系统中的空气对液压机械的危害,在实际工作中要采取有效措施控制油液中空气的含量,以提高液压机械的工作性能,满足加工精度的要求。

嵇光国。液压系统故障诊断与排除[ M ] .北京:海洋出版社, 1998.

雷天觉。液压工程手册[ M] .北京:机械工业出版社, 1990.

第一作者简介:杜巧连,女, 1966年生,讲师。研究方向:机电液一体化。已发表论文15篇。

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