劉(liú)瑞芳(fāng)
(北京交通大學機械與電(diàn)子控製工程學院工程碩士,北京市首鋼技師(shī)學(xué)院)
液壓傳動具有結構(gòu)緊湊,傳動裝(zhuāng)置的體積小、質量輕、運動慣量小、動態性能好,而且反應敏捷,承(chéng)載(zǎi)能力大,調速範圍廣,運轉平穩和易於(yú)自(zì)動化等諸多優點,在自動、半自(zì)動機床、組合機床和數(shù)控機床以及自動線中得到了廣泛應用。液壓係統(tǒng)安全(quán)、可靠、穩定工作是保證機床正常運行的關鍵。根據國內外的統計資料分析,油液汙染是液壓係統發生故障及液壓元件過早磨損(sǔn)或損壞的主要原因,由此引起的損失約占液壓係統全部(bù)故障損失(shī)的70%~80%。因此,控製機床液壓係統油液汙(wū)染(rǎn)已經成(chéng)為保證設備安全、高效、經濟運行的(de)關鍵(jiàn),必須(xū)認真對待(dài)。
一、液壓係統中油液的地位和(hé)作用
液壓油(yóu)是液壓(yā)傳(chuán)動的工作介質,不但能傳(chuán)遞能量,而且對液壓裝(zhuāng)置的機構和零件起潤滑(huá)作(zuò)用。油液在液壓(yā)係統中流動,通過控(kòng)製機構完(wán)成(chéng)設定(dìng)的工作任務。工作中,液壓係統液體的壓力、流速、溫度,在很大範圍內變化著。液壓油(yóu)質量的優劣通過直接影響液壓係統的工作狀況進而決定了機床工作的精度等級。
液壓油使用中除了特殊需要外,一般(bān)不考慮油液的壓(yā)縮(suō)性,但是(shì)當(dāng)溫度發生變化時,油液的密度和粘度會(huì)發生變化,密(mì)度隨著溫度(dù)升高(gāo)而下(xià)降,隨著壓(yā)力的增(zēng)加(jiā)而增大;溫度升(shēng)高粘度下降,這是油液的黏度特性。
油液的黏度,對液體通過縫隙泄漏(lòu)、流經(jīng)管路(lù)孔道時的摩擦阻力、液壓泵(bèng)吸油、潤滑油膜的厚度(dù)等,都有很大的影響。一般(bān)說來,對於高壓係(xì)統及工作溫度較(jiào)高(gāo)時,選擇黏度較大的油液,反之,應選擇黏度較小的油液。
油液的(de)黏度特性也指導我們在機床維護中,根據氣候(hòu)變(biàn)化(huà),及時更換油品,以滿足機床在不同季節的(de)工作要求。
高溫影響(xiǎng)到油液(yè)的(de)熱穩定性、氧化穩定性(xìng),能使(shǐ)油液(yè)化學品質發生變化。水會造(zào)成油液乳化,大大增加係統元件的腐蝕。且低溫時水點析出,對機床係統的工作、潤(rùn)滑會造(zào)成嚴重影響。另外,油液中混入空氣,對係統中元件(jiàn)會產生不(bú)良影響,例如係統的嘯叫以及管路元件鏽蝕等。溫度越高空氣(qì)溶解越(yuè)多,空氣分離壓越高。這個特(tè)性提示我們,在係統注油及回油過程中,盡量減少油液與空(kōng)氣接觸的機會,減(jiǎn)少油液中空氣的溶解量。
液(yè)壓油對(duì)於材料的相容性,也要充分(fèn)加以考慮。比如絕緣材(cái)料、密封材料、軟管等(děng),如果不和油液具有相容性,不僅破壞油液的品(pǐn)質,還會使相關材料失效,比如不耐油的橡膠(jiāo),在油液中會溶解(jiě)、硬化的性質,是在機床使用維護中要提請特別注意的。
二(èr)、機床液(yè)壓係統汙染的(de)危害
一是油(yóu)液汙染顆粒進入液壓元件的配合間隙,使滑動表麵摩擦加劇,劃傷配合(hé)表麵的配合精(jīng)度和(hé)表麵粗糙(cāo)度,使泄漏(lòu)增加,甚至造成元件動作靈敏(mǐn)度降(jiàng)低或動作(zuò)循(xún)環錯亂,汙染將導致元件壽命縮(suō)短和工作失常。
二是油液中汙染物會使液壓元件的阻尼小孔、縫隙式控製閥口堵塞,使液壓元(yuán)件不能正(zhèng)常工作。對於先(xiān)導型溢(yì)流閥,汙染顆粒可能卡住先導滑閥,使(shǐ)係統壓力無法建立;對於流量控製閥,積聚在縫隙閥口處的汙染物(wù)則會影(yǐng)響速度(dù)的穩定性。
三是油液汙染會使油的黏(nián)度(dù)發生變化,使油液抗乳化性(xìng)、潤滑性(xìng)和消泡性等物理、化學性能降低,導致油液過早老化失效,並引起各種液壓係統故障。
三、液壓係統(tǒng)油(yóu)液汙染物種類及汙染原(yuán)因分析
一(yī)是固體汙染(rǎn)物:主要有(yǒu)切屑、鑄造(zào)沙粒、焊渣、灰(huī)塵、毛刺等。固體汙染在整個液壓係統汙染中占有相當(dāng)大的比重。
二是液體汙染物;主要有水分、清洗液(油)或者(zhě)其他種類的液壓油。
三是氣體汙染物:主要有從大氣(qì)混(hún)入係統的空(kōng)氣(qì)和從油液(yè)中分(fèn)離出(chū)來的氣體。
各種汙染(rǎn)物質侵(qīn)入係統(tǒng)的渠道(dào)見表1。
四、汙染度的(de)測定方法(fǎ)與等級標準
1.固體(tǐ)汙(wū)染顆粒的測定方法(fǎ)及等級標準
固體汙染顆粒的測定方有用肉眼直接觀察的(de)目測法;有把一定體積(jī)油液樣品(pǐn)中(zhōng)的汙染物用濾紙顏色來判斷汙染度的比色法;有用顯微鏡法(fǎ)、光散射法與光遮蔽法等計數(shù)的顆粒計數法,其汙染度標準有ISO/DIS4406,美國宇航局標準NAS1638和美國汽車工程學(xué)會1963年提出的標準SAE749D等;有重量法,其汙染度等級標準主要有NAS1638和MILSTD1246A;還有汙染指數法,它(tā)是根(gēn)據(jù)油液通過(guò)薄膜濾網時通暢程度來確定其汙(wū)染度的一種方法,本方法對測定0.25~5μm顆(kē)粒的汙染(rǎn)度有效,適用於伺服係統油液汙染度的測定(dìng)。
2.油(yóu)液中液體汙染物的測定
油液中的液體汙染物主要是水分,測定礦物油型係統(tǒng)油液含水量的(de)方法有Karl-Fisher法,其重複測量精度為11×10
-6,油液中氣體汙染物的(de)測定,目前(qián)尚無標準。
五、機床液壓係統汙染控製
機床液壓(yā)係統(tǒng)的汙染控製,貫穿於液壓係統的(de)設計、製造、安(ān)裝、使用與維護全過(guò)程。係統汙染量=係統原有和新生汙染(rǎn)物+係統侵入汙染(rǎn)物-係統濾油器濾掉的(de)汙染物。
1.減少(shǎo)係統原有汙(wū)染物,控製新生汙染物
機床液(yè)壓係統在生產安裝以及投產使(shǐ)用前,必(bì)須對係統中所有的液壓管路進行酸洗、清洗。消除(chú)製造安(ān)裝過程中產生的雜質對(duì)油液的汙染。
2.防止係統侵入(rù)汙染物
在往油箱內注入液壓油時,應使用專用(yòng)的過濾機將油桶裏的新油注入油箱,並注意(yì)插入油桶和油箱內的輸油管應(yīng)清(qīng)潔,防止(zhǐ)將雜質帶入油箱(xiāng)。濾油機的濾芯也應及時更換。
3.清除係統中汙染物
根據係統使用情況,定期檢查、清洗或者更換濾芯,清理油(yóu)箱(xiāng),對於新的設備在投產使用初期應加大清(qīng)洗力度,一般油箱應2個月清洗一次,過濾器濾芯1個月清洗一次。這樣堅持半年左(zuǒ)右時間,再視油液的清潔情況(kuàng)適當延長維護保(bǎo)養(yǎng)周(zhōu)期,形成良性的(de)養護周期。或者在係統中(zhōng)安(ān)裝壓力繼電器等報(bào)警裝置時(shí)時監測油液狀態。正確選擇、使用(yòng)和維(wéi)護濾油器是控製(zhì)汙染的關鍵環節。
六(liù)、機床液壓係統的日(rì)常維(wéi)護(hù)
液壓潤滑設備與其他機械設備相比較,有(yǒu)很大區別,專業性強。機床液壓係統尤其是大型數控機床,其使用維護不僅要求具有液壓專業知識,豐富的現場維(wéi)護經驗,還要求具有較高(gāo)的綜合素質,必須熟悉液壓機(jī)械係統的工作原理,還要求熟悉相關的專業知識,比如機床電氣,計(jì)算機控製係統等。要(yào)具有很強的責任心、良好的溝通能力以及多專業、學科協作(zuò)的能力。
,維護人員必須(xū)掌握液壓係統專業知識,以及液壓係統的動作順序以及元件性能知識。掌握故障分析診斷以及(jí)處理方法。
第二,要嚴(yán)格遵守設備規程和工藝紀律。一要嚴格按設備要求選擇油品,滿足係統對介質特性的要求。如黏度(dù)、抗磨性、級壓性,考慮環(huán)境對油(yóu)的影響,及時檢測及過濾或者更換液壓油,考慮油的相容性,避(bì)免油液變質、乳(rǔ)化等事故的(de)發生。元件更換過程嚴格控製和防止油液汙染,Z大限度地保持液油清潔,減少設備故(gù)障的發生,延(yán)長設備使用壽命,保證設(shè)備運行的穩定可靠。二要嚴格按設計規(guī)定和工作要求合理調節液壓潤滑係統工作壓力、速度(dù)、溫度、流量等參數,以免發生意外故障。壓力調低會(huì)造成液壓係統失控,影響油膜的形成,造成設(shè)備報警,嚴(yán)重(chóng)的會造成(chéng)機件磨損或損壞,影響整個機床的加工精度等。三要嚴格巡檢製(zhì)度,健全巡(xún)檢紀錄:機床(chuáng)維護中,要建立嚴格的(de)巡檢製(zhì)度,及時發現故(gù)障隱患,避免事故擴大。巡檢紀錄是故障處理(lǐ)、事故分析、設備總結的主要依據。做(zuò)好以下記錄:泵的運行狀況,油箱液位變化,油液溫(wēn)度,過濾器汙染及更換,管路(lù)、元件泄漏等。
第三,做好(hǎo)油品管理。在機床設備維護過程中,會遇到幾種油液同時存放管理的(de)情況,油品的(de)管理也要做到規律有效。一是建立用油檔案,反應油的(de)牌號,初裝數量,以及換油情況。二是建立(lì)油品檢驗製(zhì)度,在(zài)線油品定期化驗,或者根(gēn)據現場情況隨時化驗,不(bú)合格及時處理,新油入庫要檢驗。三(sān)是現場加油(yóu)要對牌(pái)號,必須使用濾油機加油(yóu),保證油的清潔度指標。油品分區存(cún)放,數量充足,標(biāo)示(shì)清楚,專桶(tǒng)專用,以免造成油品混號。
多年來的生(shēng)產及教學實踐(jiàn),使我們懂得(dé)了,機(jī)床液壓係統正常工作的突破(pò)口,就是要從控製係統油液的清潔度入手,這項主動預知維修(xiū)基礎工作應貫(guàn)穿到日常的液壓設備操作、維護以及檢修工作中。在機床設(shè)備正常運行期間,用各種手段采取預防措施,監控係統油質清潔度,隨時排除(chú)引起液壓係統(tǒng)失效(xiào)的因素,將事故防線提前,是確保係統正常運行的關鍵。針對具體的液壓係統,通過製定相應(yīng)的可執行的目標清潔度監控標準,將監測係統目標清(qīng)潔度這項預知維修工(gōng)作貫穿始終,為機床液壓係統的(de)可靠運行提供了(le)重要保證。延長機床(chuáng)使用壽命,降低機床故障(zhàng)率,液壓油的清潔至關重要(yào)。
來源:《職業》2010年21期