液壓系統故(gù)障70%以上是由液(yè)壓介質(主(zhǔ)要指液壓油)引起的。除了(le)介質受污(wū)染的原因外,液壓油溫過高也是(shì)影響液(yè)壓系統正常(cháng)運行的重要原因(yīn)之一。液壓系統的(de)正常工作溫度為(wéi)30—50℃,最高不(bú)超過70℃,最低不低于15℃。油溫過高(gāo)對液壓系統的性能有什麼影響,造成油(yóu)溫過高的原(yuán)因有哪些,怎麼樣預防呢?
一個完整的(de)液壓系統由以下部分組成:動力元(yuán)件、執行元件、控制元件、輔助元件(jiàn)和液(yè)壓油;動力元件(系統中的油泵)的作用是将電動機的機械能轉換(huàn)成液體的壓力能(néng),給整個液壓系統提供動力。執行元件(如液壓缸和液(yè)壓馬達)的作用是将液體的壓力能轉換為機械能,驅動(dòng)負載作直線往(wǎng)複運動或回轉運(yùn)動(dòng)。控制元件(即各種(zhǒng)液壓閥)在液(yè)壓(yā)系統中控制和調節(jiē)液體的壓力、流量和方(fāng)向(xiàng)。輔助元件包括油箱(xiāng)、濾油(yóu)器、冷卻器、加熱(rè)器、壓力表、油位油溫計等。液壓油是液壓系統中傳遞能(néng)量的工作介質。
液壓系統油溫過高會(huì)使液壓油(yóu)發(fā)生黏度降低、産生(shēng)氣穴、加速油的老化(huà)等不良後果,使(shǐ)系統各運動部件之間的(de)潤滑變差,磨損加劇(jù),造成液壓(yā)元件失靈(líng)或卡死;同時會造成(chéng)密封加速老化而失(shī)去彈性,輕則使系統漏油,嚴重的會造成(chéng)系統停機。
2.1 對液(yè)壓油(yóu)黏度的影響
在一般行業(yè)中,液壓系統的(de)工作壓力在20MPA以下。由于在(zài)此壓力下,壓力(lì)因素對液壓油的黏(nián)度影響可以忽(hū)略不計,主要考慮溫度對黏度的影響(xiǎng);當溫度升高時,油(yóu)分子(zǐ)内聚力減小,其黏度就(jiù)出現下降。液壓油黏度(dù)降低對系統造成(chéng)的(de)影響是洩(xiè)漏量增加,由液壓油縫隙流動的洩漏原理可知:洩漏量與液(yè)壓油黏度的倒數成正比,溫度升高,洩漏量成倍增加。
2.2 更(gèng)容易産生氣穴現象
在溫度升高的(de)情況下,液壓油中的空氣分離(lí)壓及飽和蒸汽壓會升高,使氣(qì)穴現象更容易發生。如一般的液壓泵工(gōng)作時在真空度0.5MPA時就(jiù)會發生。由氣(qì)穴産生的氣蝕會嚴重損(sǔn)傷(shāng)元件(尤其是動力元件)表面,進而大大縮短元件的使用壽命,同時(shí)會降低整個液(yè)壓系統的(de)工作效率(lǜ),如液壓泵的吸(xī)油能力及容積效率降低等。2.3加速液壓油的老化(huà)
氧化反應是液壓油老(lǎo)化的第一要因(yīn),而氧化反應的發生(shēng)與油溫關(guān)系十分密切,經試驗證明,當油溫達到溫度區(55—60℃)時,油溫每升高(gāo)10℃,液壓油的(de)氧化反應就升(shēng)高一倍,其(qí)壽命(mìng)縮短(duǎn)50%。液壓油污染後,會加速各元件(jiàn)之間的磨損,導緻惡(è)性循環。
由液壓系統的工作原理可知,在系統中産(chǎn)生熱量的有兩部份:一個是将機械(xiè)能轉化為壓力能(néng)的動力元件油泵,另一個是将壓力能轉化(huà)為機械能的控制元(yuán)件和執行元件;這兩部份(fèn)在正常工作狀态下都要産生熱量(liàng),這些熱量由系統的(de)冷卻系統進行(háng)冷卻。因(yīn)此,當這些(xiē)部件中的一個或(huò)幾個工作不正常時,都會使系(xì)統的油溫升高。
3.1 冷卻系統(tǒng)出現故障
一般流量較大的液壓(yā)系(xì)統均裝有冷卻系統,大部分會采用水冷卻。它的基本原理是用溫度較低的水與(yǔ)高溫(wēn)液壓油進行熱交換,來不斷帶走液(yè)壓系統中産生的熱(rè)量,使液壓系統的溫度保持在一個相對恒定的範(fàn)圍内。
冷卻系統的故(gù)障有以下(xià)幾類:
A、冷卻水不通或入口水溫比系統油(yóu)溫高達不到與液壓油形成熱(rè)交換(huàn)的作用。
B、冷卻器(熱交換器)内部結垢,導緻冷卻效率降低,使液(yè)壓油油溫不能維持在正常水平。
3.2 系統出現内漏
系統的内(nèi)漏分為動力元件内漏(lòu)、控制(zhì)元件内漏和(hé)執行元件的内漏。
動力元件(jiàn)内漏:動力元件(一般指液(yè)壓泵或液壓馬達)的内洩,主要由運(yùn)動部件(如葉片和泵内壁等)之間的相互(hù)磨損引起,以葉片泵為例,一旦葉片和泵的内壁或與配流盤問磨損達到一定的(de)程度後,部分液壓油(yóu)将沿着磨損的縫隙直接流走,而不再通(tōng)過配流(liú)盤形成的壓(yā)力腔運動(dòng)。這樣,由電機輸出的運動能就會大量地轉(zhuǎn)化為熱能,使系統油溫迅速升高。該類故障的特(tè)征是:油溫和動(dòng)力元件自身溫度升高比(bǐ)較明顯,同時系統壓力顯著(zhe)地下降。
控制元件内漏:控制元件的内洩又分為單個(gè)控制閥的内洩和一組閥因為調壓不(bú)當産生的内洩兩種。單個控制閥的内洩一般(bān)也是由部(bù)件的磨(mó)損引起,閥本身會出現溫度急劇升高的(de)現象,比較(jiào)容易判斷;調壓不當引起(qǐ)的内洩則相對難(nán)以判斷,需要進行系統的分析。
執行元件内漏:執(zhí)行元(yuán)件的内漏一般較容易判斷,往往會(huì)伴随着執行元件(jiàn)本身溫度急劇升高和運動做功能力的下降。這一點在(zài)液壓馬達和液壓缸上表現得尤為明顯。
1)設計足夠大小的油箱,必要時加裝冷卻(què)器,如果周圍的環境溫度(dù)過高要使系統與外界隔絕。嚴格控制系統溫度在(zài)20-60℃範圍内,最高(gāo)不得超(chāo)過70℃。
2)液壓油長時間不必要的從(cóng)溢流閥溢回油箱時,應改進設計,采用變量泵或者正确的卸荷方式。
3)管路盡量縮短,不宜過于細長、彎曲,盡量(liàng)使油液流通(tōng)順暢。
4)液壓泵及其連(lián)接處容易洩漏的地(dì)方要加強密封,緊固好連接件,以免造成(chéng)容積損失而發熱。
5)當(dāng)調壓閥的調定值偏高時(shí),最好降低工作(zuò)壓力,以減少不必要的能量損耗。
6)選用合适黏度的液(yè)壓油。
鑒于(yú)油溫過高故障對液壓系(xì)統性能的重大破壞性,對液壓系統的日常維(wéi)護及預防性的(de)檢修工作就顯(xiǎn)得尤(yóu)為重要了(le)。該故障的預防措施主要有以(yǐ)下幾點:
1)定期對液壓(yā)系統進行巡檢,對油溫等指标進行重(zhòng)點(diǎn)監控,發現異常要及時處理;
2)對系統中易磨損的運(yùn)動部件及密封要定期更換;
3)确保冷(lěng)卻器(qì)的交換(huàn)介質(zhì)正常,如中斷要采(cǎi)取應急方法進行冷卻或停機(jī)。
液壓(yā)系統對于機械設備的作(zuò)用,相當于(yú)心髒之于人的作(zuò)用。凡是有機械設(shè)備的場合,大多(duō)都采用了液壓技術,從民用到國防、由一般傳動到(dào)精确度很(hěn)高的控制系統,都(dōu)有很廣泛地(dì)應用。日(rì)常(cháng)做好設備維護保養,了解(jiě)可能的故障情況、盡快判斷故障部(bù)位、分(fèn)析故障原因、采取有效措施及時排除故障,才能發揮設備的(de)最優性能。