工程机械液压油的使用、检测和污染控制
根据有关资料介绍,工程机械有70%的故障是由液压系统引起的。而液压系统故障中75%以上是由液压油污染引起的。因此,对液压油的污染及其控制问题必须引起高度的重视。
1 对液压油的分类和要求
工程机械液压油分普通液压油、抗磨液压油、低凝液压油、高粘度指数液压油、专用液压油、机械油和气轮机油等品种。
液压油应具有适宜的粘度和良好的粘温特性,粘度指数高;油膜强度高,具有良好的润滑性能;化学稳定性好,抗氧化能力强;良好的防锈和防腐能力,对涂料、密封材料等具有良好的适应性,抗乳化性和消泡性好,闪点高、凝点低,纯净无杂质。
2 各种液压油的使用范围
(1) 普通液压油 分YA-N46、YA-N68、YA-N150、YA-N32G和YA-N68G等牌号。
它适用于环境温度为0~40的各类中高压系统。(适用工作压力为6.3~21Mpa)
(2) 抗磨液压油 分YB-N32、YB-N46、YB-N68、YB-N80、YB-N100、YB-N150和YB-N46K等牌号。
它适用于环境温度为-10~40的高压系统。(适用工作压力为>21Mpa)
(3) 抗凝液压油 分等牌号。
它适用于环境温度为-20~40的高压系统。(适用工作压力达21Mpa)其中YC-N46D可用于-30以上,主要用于矿山、工程机械等液压系统。
(4) 机械油 分HJ-10、HJ-30、HJ-40、HJ-50、HJ-70、HJ-90等牌号。
可用作液压系统的代用油,适用工作压力小于6.3Mpa的系统,适用的环境温度为0~40。
(5) 气轮机油 分Hu-20、Hu-30、Hu-40、Hu-50、Hu-55等牌号。
可用作液压系统的代用油,因加入了抗氧化添加剂,其质量优于机械油,适用工作压力小于6.3Mpa的要求较高的液压系统。
(6) 高粘度指数液压油 分YD-N32、YD-N32H两种,主要用于对油品粘温特性有特殊要求的系统。
3 液压油的选择
(1) 根据所用液压泵的类型选用合适粘度的液压油 表1给出了几种液压泵用油粘度的推荐值。
表1 液压泵用油粘度推荐值(mm2/s)
工作温度 泵类型 | 5~40 | 40~80 | |
齿轮泵 | 17~40 | 63~88 | |
叶片泵 | P<7MPa | 17~29 | 25~44 |
P>7MPa | 31~40 | 37~54 | |
轴向柱塞泵 | 26~44 | 40~98 | |
径向柱塞泵 | 17~62 | 37~154 |
(2) 考虑到环境温度、工作压力、执行机构的速度等使用条件,可选用适宜粘度的液压油。
如周围环境温度高或压力高时则采用粘度高的液压油;周围环境温度低或压力低时则采用底粘度的液压油。
当工作温度在60以下,载荷较轻时,可选用机械油,当工作温度超过60时,应选用气轮机油或普通液压油;而当工作压力较高或很高时,则采用抗磨液压油。
若设备在很低温度下启动(如在冬季露天作业的工程机械等)则选用低凝液压油。
当执行机构速度很高时,宜采用低粘度的液压油。
4 测定液压油中固体污染物的常用等级标准
(1) 计数法标准 即用一定体积液压油中所含各个尺寸颗粒的数目即:“颗粒尺寸分布”来表示液压油污染程度的一种方法。列表2如下:
表2 NAS1638污染等级标准
(100ml中的颗粒数)
污染等级 | 颗粒尺寸范围(mm) | ||||
5~15 | 15~25 | 25~50 | 50~100 | >100 | |
0 0 | 125 | 22 | 4 | 1 | 0 |
0 | 250 | 44 | 8 | 2 | 0 |
1 | 500 | 89 | 16 | 3 | 1 |
2 | 1000 | 178 | 32 | 6 | 1 |
3 | 2000 | 350 | 63 | 11 | 2 |
4 | 4000 | 712 | 126 | 22 | 4 |
5 | 8000 | 1425 | 253 | 45 | 8 |
6 | 16000 | 2850 | 506 | 90 | 16 |
7 | 32000 | 5700 | 1012 | 180 | 32 |
8 | 64000 | 11400 | 2025 | 360 | 64 |
9 | 128000 | 22800 | 4050 | 720 | 128 |
10 | 256000 | 45600 | 8100 | 1440 | 256 |
11 | 512000 | 91200 | 16200 | 2880 | 512 |
12 | 1024000 | 182400 | 32400 | 5760 | 1024 |
(2)重量法 如表3 表4所示,是用阻留在滤油器上污物的重量来表示液压油污染程度的一种方法。这种方法通常是使100ml的介质通过微孔尺寸为0.8um的滤纸以阻留污染物。测定方法简单容易,但不能反映颗粒的尺寸分布,不便于污染源的分析。
表3 MILSTD1246污染等级标准(100ml中的重量)
污染等级 | A | B | C | D | E | F | G | H | I |
重量(mg) | 1 | 1~2 | 2~3 | 3~4 | 4~5 | 5~7 | 7~10 | 10~15 | 15~25 |
表4 NAS1638污染等级标准(100ml中的重量)
污染等级 | 100 | 101 | 102 | 103 | 104 | 105 | 106 | 107 | 108 |
重量(mg) | 0.02 | 0.05 | 0.1 | 0.3 | 0.5 | 0.7 | 1.0 | 2.0 | 4.0 |
(3) 液压油中液体污染物的测定和气体污染物的测定 液压油中液体污染物主要是水分。测定含水量的标准方法是长尔—费歇尔(Kayl—Fishey)法,这种测定方法的重复精度为11X10-6。
(3) 液压油中气体污染物的测定目前尚无标准
新油允许污染度界限标准,见表5
(4) 液压油允许污染等级,见表6
表5 新油允许污染度界限标准
颗粒尺寸(um) | 5~15 | 16~25 | 26~50 | 51~100 | 100以上 |
100ml中的最大允许数 | 2500 | 1000 | 250 | 25 | 10 |
表6 液压油允许污染等级
使 用 条 件 | 一般 液压 系统 | 使用伺服阀或10um以下滤油器的液压系统 | 在使用电磁阀或流量控制阀的系统中,具有微小流量控制元件和径向间隙在15um以下的相对滑动元件 | 作为液压系统的安全装置(或长时间加压状态下不动的保险装置有电磁阀或其它精密控制阀) | 液压元件或装置的实验台 |
记数法 | 9 | 11 | 12 | 12 | |
重量法 | G | 101 | 102 | 108 | 108 |
注:表中G为MILSTD1246污染等级标准中规定的等级。
4 液压油的更换周期期限指标
(1) 液压油的更换周期 如表7所示
表7 各类液压油的更换周期
液压油种类 | 普通液压油 | 专用液压油 | 机械油 | 气轮机油 |
更换周期(月) | 12-18 | 》12 | 6 | 12 |
(2) 液压油更换期限标准 见表8
表8 液压油更换期限标准
液压油种类 性能 | 普通液压油 | 抗磨液压油 | 低凝液压油 |
40度粘度变化(%) | ±10~15 | ±10~15 | ±10 |
污垢含量(mg/100ml) | 10 | 10 | 10 |
水分(%) | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
酸值增加(mgKOH/g) | 0.3 | 0.3 | 0.3 |
相对密度油15度/水 | |||
4度>变化 | 0.05 | 0.05 | 0.05 |
铜片腐蚀(100℃·3h) | 2 | 2 | 2 |
闪点(℃) | 60 | 60 | 60 |
5 液压油污染控制
(1) 严格把好进油和加注关;一定要选用合格的符合要求的液压油;同时要使用经严格清洗的油桶,把杂质清洗在初始阶段。
新进的液压油除进行检测外,一定要经过最小72h的沉淀,使油中的水分和杂质沉淀到桶底,所以加注时要特别小心,注意不要将油管放到底。要特别注意注油器的清洗和注油后油桶的密封工作,切不可露天存放。加注时,一定要经过滤清器加注到油箱。杜绝图省事而直接把液压油加注到油箱去的做法。因为过滤是防止固体颗粒损害系统的主要手段。最初应加入足够数量的油。启动后,由于油进入了管道和液压缸,油面会下降。因此,必须再次补油。同时,使用过程中还会发生泄漏,故应时刻注意使油液保持在标尺的上限标记。
(2) 加强液压系统的日常管理工作,保持系统清洁。好的液压油可以使用100h以上,而一般的液压油100~200h时油质旧会下降。因此,除选用正确优质的液压油外,一定要重视平时的日常管理工作,如油水监测和状态监测工作等。滤清器一定要经常检查和清洗,损坏时一定要及时更换,坚决杜绝直接连通。保证系统密封完好,防止空气混入。检修液压系统时,一定要保持清洁,并将所更换的液压件仔细清洗,防止水分,铁锈,棉纱和燃油等污物混入液压系统。
定期换油,换油前更换滤清器,并将系统中各部件全部清洗干净,包括油箱,胶管,阀泵,液压油缸等。
(3) 油箱内部要干净,最好进行电镀而不刷耐油漆,以免涂物溶于油中产生沉淀物或使油变质。
(4) 一旦发现密封件碎片或其它杂物进入液压系统,液压油必须过滤才能使用。
4 结束语
对工程机械液压系统所用的液压油而言,只要能正确选用合格的液压油,并注意在日常工作中保持系统清洁,加强维护工作,严格控制污染液压油的各种因数,就一定能够最大限度地延长液压油的使用寿命,保证液压系统正常工作,减少故障的发生,优质高效地完成生产任务。
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