工程機械液壓油污染分析

姜 鵬

（遼寧瀚石機械制造有限公司，遼寧 阜新 123000）

露天礦山工程機械大多數(shù)采用全車液壓驅(qū)動，可以說液壓油是整個露天礦山工程機械的血液，起著重要的作用。液壓油對于工程機械來說不僅具有傳遞動力，還具有潤滑性，可以減少元件間的摩擦，同時，液壓油通過自身的循環(huán)，還可以帶走液壓系統(tǒng)中的熱量，起到給液壓元器件降溫的作用。但是，液壓油一旦發(fā)生污染，會嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的工作性能，還會縮短液壓元件的使用壽命，據(jù)不完全統(tǒng)計，液壓系統(tǒng)工作中的故障率80%以上是由于液壓油的污染造成的。露天礦山工作環(huán)境惡劣，更容易造成液壓油的污染，因此，露天礦山機械液壓油的污染的控制顯得尤為重要。

1 液壓油污染的原因及危害

1.1 污染的原因

1）液壓油氧化變質(zhì)。露天礦山工程機械在工作時，液壓系統(tǒng)由于各種壓力損失產(chǎn)生大量的熱量，使系統(tǒng)液壓油溫度上升，系統(tǒng)溫度過高時液壓油容易氧化變質(zhì)[1]。

2）液壓油中混入水分。經(jīng)常由于使用與維護不當(dāng)，或者液壓油箱密封不嚴(yán)，導(dǎo)致液壓油箱中進入了水分，液壓油中混入水分后，將降低液壓油的黏度，同時液壓油的潤滑性能也降低，并促使液壓油氧化變質(zhì)[2]。

3）液壓油中混入空氣。液壓油能溶解部分空氣，有時還會吸入氣泡?？諝饣烊胍簤河椭锌杉涌煲簤河脱趸冑|(zhì)，還會引起噪聲、氣蝕、振動等[3]。

4）液壓油中混入雜質(zhì)。①液壓元器件安裝過程中混入的雜質(zhì)；②液壓油氧化后，導(dǎo)致金屬元器件磨損，產(chǎn)生的雜質(zhì)；③液壓元器件使用過程中脫落的金屬雜質(zhì)，如當(dāng)液壓缸長時間使用時，如果發(fā)生磨損，在活塞桿與前缸頭接觸的過程中，或活塞與缸筒接觸的過程中，會產(chǎn)生金屬雜質(zhì)。

1.2 污染的危害

1）改變油液的黏度。①如果液壓油黏度增大，造成液壓油運輸?shù)淖枇υ龃骩4]，導(dǎo)致產(chǎn)生大量的熱量，從而導(dǎo)致液壓油進一步污染；②當(dāng)液壓油黏度降低時，液壓系統(tǒng)的泄漏量變會增大，從而導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的效率大幅下降，產(chǎn)生更多的熱量，液壓油黏度降低，同時液壓油的潤滑性能也會減小，造成液壓元器件的磨損[5]。

2）加速液壓元器件的磨損。當(dāng)油液乳化變質(zhì)后，會產(chǎn)生有機酸，使液壓元器件產(chǎn)生磨損，從而產(chǎn)生固體污染物，物體污染物會損壞液壓元器件的密封，例如損毀液壓油缸的密封圈，從而導(dǎo)致液壓缸密封效果不好，出現(xiàn)漏油現(xiàn)象，還會有空氣進入液壓系統(tǒng)，導(dǎo)致液壓油進一步污染；固體污染物還會導(dǎo)致卡閥、加速液壓泵、馬達(dá)磨損等液壓問題[6]。

2 液壓油污染的控制

2.1 控制液壓油的工作溫度

液壓油溫度過高或者過低都會加速液壓油的污染。液壓油溫度過低，會導(dǎo)致液壓油的黏度過大，從而導(dǎo)致液壓油的污染，所以在寒冷的季節(jié)當(dāng)液壓油溫度較低時，在啟動設(shè)備之前，對液壓油進行預(yù)熱處理，當(dāng)達(dá)到合適的溫度后再啟動設(shè)備。液壓油溫度過高，對油液的污染會更加嚴(yán)重[7]，從設(shè)計、使用與維護使用方面來看，防止油溫過高，可采取以下措施：

1）在液壓系統(tǒng)回油路安裝冷卻器，對液壓油進行降溫處理。

2）閉式液壓系統(tǒng)一定在馬達(dá)附近安裝有熱溢流閥，從而將系統(tǒng)中的熱油排回油箱，同時通過補油泵補充冷油進入液壓系統(tǒng)。

3）注意保持油箱中的液壓油量。一般要求油面高度達(dá)到油箱高度的80%[8]，以滿足油箱有足夠的散熱面積和油液有足夠的循環(huán)冷卻條件。

4）根據(jù)使用油泵的具體要求和不同季節(jié)選用黏度適宜的液壓油。如冬天選用黏度較小32?；蚝娇?＃油，夏季使用黏度較大46?；?8＃液壓油。

5）安裝溫度自動控制系統(tǒng)，當(dāng)溫度升高時，自動打開冷卻器，當(dāng)溫度超過設(shè)定的最大溫度時，系統(tǒng)自動停機，停止工作。

2.2 防止污染物混入液壓系統(tǒng)

1）防塵防水。在液壓系統(tǒng)的油箱上裝有空氣濾清器，從而防止塵土、水分的進入。

2）防雜質(zhì)。液壓系統(tǒng)在裝配過程中，防止焊渣等雜質(zhì)進入液壓系統(tǒng)，對液壓管路進行清洗后再進行安裝。

3）新油過濾。液壓系統(tǒng)在安裝完成后，注入新油準(zhǔn)備調(diào)試時，新油必須加油小車經(jīng)過有效的過濾[9]。

4）更換濾芯。系統(tǒng)運行時，回油要經(jīng)過過濾器過濾，等系統(tǒng)運行和沖洗完成后，更換新的液壓過濾器濾芯。

5）檢修與更換元件。液壓系統(tǒng)在使用過程中，需要檢修或更壞元件時，一定保證檢修或更換過程中環(huán)境的清潔度，防止異物進入液壓系統(tǒng)。

2.3 液壓油的過濾和凈化

為了控制油液的污染度，要根據(jù)系統(tǒng)和元件的不同要求，分別在吸油口、壓力管路、回油回路等處安裝有過濾器。

在泵的吸油口處安裝粗精度的吸油過濾器，保證進入泵的液壓油的清潔度，為了達(dá)到更好的過濾精度，常在吸油過濾器附近裝有磁鐵，從而保證金屬性雜質(zhì)不能進入液壓系統(tǒng)。

在泵的出油口常裝有高壓過濾器，保證進入液壓閥和液壓油缸、液壓馬達(dá)等油液的清潔度，防止由于液壓油污染導(dǎo)致液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生。

在液壓系統(tǒng)的回油路裝有10 μm 的回油過濾器，從而保證液壓系統(tǒng)運行過程中產(chǎn)生的雜質(zhì)不能進入到油箱，防止對液壓系統(tǒng)造成二次污染。為了達(dá)到更好的過濾效果，可以選用帶有磁鐵式的回油過濾器，磁鐵式的回油過濾器更容易去除掉液壓系統(tǒng)中的金屬雜質(zhì)。

2.4 定期檢查清洗和更換液壓油

液壓油在使用過程中，定期對液壓系統(tǒng)各密封處、接頭處進行檢查處理，對液壓系統(tǒng)的液壓油進行檢查分析[10]?？刂朴鸵何廴镜牧硪粋€有效方法是定期清除濾網(wǎng)、濾芯、油箱、油管及元件內(nèi)部的污垢。在拆裝元件、油管時也要注意清潔，對所有油口都要加堵頭或塑料布密封，防止臟物侵入系統(tǒng)[11]。

如果液壓油污染嚴(yán)重，需要對液壓油進行更換，在液壓油更換時，要從根本上解決液壓清潔度的問題，因為即使抽光液壓系統(tǒng)油箱的液壓油，但仍然有30%以上的舊油存在液壓系統(tǒng)中，當(dāng)新油注入后，必然受到系統(tǒng)里殘留舊油污染[12]，從而大大降低液壓油清潔度，因此換油是解決不了提高液壓油清潔度的問題。所以在更換完液壓油后，再進行循環(huán)過濾，這樣就可以從根本上提高液壓油的清潔度[13]。

2.5 采用液壓油污染度在線監(jiān)測技術(shù)

為了防止由于操作者的疏忽與管理的不到位，導(dǎo)致液壓油污染嚴(yán)重，可以在工程機械安裝液壓油污染度監(jiān)測系統(tǒng)，隨時監(jiān)測液壓油在使用過程中的污染程度，同時根據(jù)液壓油的污染程度，通過控制器來控制液壓系統(tǒng)的工作與否，當(dāng)液壓系統(tǒng)油液污染嚴(yán)重時，或者濾芯堵塞嚴(yán)重、損壞時，進行報警處理，如果操作者在報警后仍不做處理，設(shè)備進行自動停機處理，從而減少由于操作人員發(fā)現(xiàn)后不處理而導(dǎo)致的液壓油污染加劇，進而對液壓系統(tǒng)造成更大的危害[14]。

3 應(yīng)用實例

錫盟項目部全液壓鉆機在使用過程中，多次發(fā)生故障，比如行走跑偏、液壓動作聯(lián)動、液壓泵輸出流量不平穩(wěn)等諸多液壓問題，經(jīng)過現(xiàn)場維修發(fā)現(xiàn)，該工程機械的液壓系統(tǒng)油液清潔度不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致?lián)Q向閥液壓閥閥芯換向不流暢，發(fā)生卡頓現(xiàn)象，造成液壓系統(tǒng)的聯(lián)動問題。由于液壓油液清潔度不達(dá)標(biāo)，導(dǎo)致多路閥的壓力補償閥產(chǎn)生較大的劃痕，導(dǎo)致流量分配不均，發(fā)生行走跑偏現(xiàn)象，液壓泵輸出流量不平穩(wěn)，也是由于液壓油清潔度不夠，雜質(zhì)進入到了變量泵的變量機構(gòu)中，從而導(dǎo)致變量不順暢，發(fā)生輸出排量不平穩(wěn)問題。針對上述諸多問題，需要更換液壓油和濾芯，同時對現(xiàn)場操作人員進行培訓(xùn)，并在鉆機回油上安裝清潔度檢測系統(tǒng)。經(jīng)過2 年多的使用，錫盟項目部鉆機液壓系統(tǒng)沒有由于油液清潔度不達(dá)標(biāo)而發(fā)生液壓系統(tǒng)故障，液壓故障率大幅下降，提高了設(shè)備的使用效率。

4 結(jié)語

簡述了露天礦山機械液壓油的污染與控制。經(jīng)過實踐證明，提出的油液控制方案對露天礦山機械液壓油污染的控制具有良好的效果，可使工程機械液壓系統(tǒng)正常工作，提高了機械的壽命和使用價值。