液压油与故障

液压设备的故障除了与液压元件、机械、电气等方面有关外,与液压油的关系极大。常有“80%的故障 是来自液压油”之说。图8-2为起因于液压油故障的因果图。

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液压油污染产生的故障

(一)液压油被污染的原因(用8—3)

液压油被污染的原因有外部原因和内部原因两类,污染物包括型砂、芯砂、切屑磨粒、焊渣、锈片、灰 尘、棉纱、绒毛、碎布、小昆虫、油漆剥落碎片、化学变化的生成物(如氧化物、树酯胶状物)、水力作用 的生成物 ( 如气穴磨损物)、水分等等。

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(二)油污染产生的故障

液压油污染严重时,液压系统的工作性能变坏,经常带来表8-12所述的不良影响和故障。

 

表8-12                    油中污染物及其影响(故障)

 

 

污染物种类

 

影响(故障)

 

发生原因

氧化生成物 油泥、淤渣

腐蚀金属、卡死滑动副阻塞滤油器和节流口

因液压油老化、温度高,水分等存在所致

生锈、润滑性能降低

空气中水分凝结,袖冷却器破裂调水

空气、其它气体

气穴、气蚀性腐蚀

密封失效、蓄能器充填气体涌出,充气太足,皮囊 破裂,流出氮气等

异种液体

降低液压元件性能

清洗不良、误混其它液体,装量不良等

金属徽粒、鳞片水 垢、研唐粉、涂料 剥落片

阻塞滤油器及液压元件,产生动作失常,卡死 阀芯,磨损加剧

 

清洗不干净,油漆不好,涂膜老化,磨损微粒

密封橡胶微粒

动作失常、堵塞、卡死

密封材料磨损、破裂

土砂、尘埃

滑动部位磨损、堵塞、卡死

由大气带入,环境恶劣

棉纱、纤维

动作失常,堵塞卡死

清洗不干净

液压油性能不好带来的故障

液压油除应具有作为工作介质所要求的性能外,还应具备有兼作润滑剂、防锈剂使用应有的性能。当性 能不好时会带来某些故障(见表8-13)。

① 石油基液压油:耐磨耗液压油在高温下使用会产生热分解生成物;数控液压油会因剪切产生粘度下 降现象。


表8-13                         液压油的性能与故障

 


容易发生的故障

产 生 故 障 的 原 因

排  除 方  法

 

 

 

 

过 低 时

1.泵产生噪声、流量不足、烧 接及异常磨损

2.内泄漏增大而使执行元件 动作失常

3.压力控制阀压力出现不稳 定现象(压力表波动大)

4.因润滞不良产生各滑动面 的异常磨损

 

1.油温上升,粘度下降 2.油液粘度使用不当

3.长时间使用的高粘度指数的 油

 

1.改进冷却系统,修理

2.更换成粘度合活的液压油

 

过 高 时

1.因泵吸油不良而烧接

2.泵吸入阻力增大产生气穴  3.滤油器阻力增大而产生故障

4.配管阻力增大,压力损失增 大,输出功率降低

5.控制阀的动作迟滞和动作不正 常

 

1.油温过低,环境温度过低

2.液压油粘度使用不当

3.低温时,油液无升温装置 4.一般元件却使用高粘度油

 

1,安装低温加热装量和温控装

2.修理油温控制系统

3.更换成合适粘度的油液

防 锈 性

1.由于生锈,锈进入滑动部位产生

控制阀、油缸的不正常动作 2.锈脱落而烧接,拉伤

3.因锈粒子的流动产生动作不 良,流量阈流量不稳定

1.防锈性差的油内混进了水分 2.锈蚀的扩展加剧

3.开始时就已生锈

4,油中混人的水超过容许值

 

1,使用防锈性好的油 2.防止水分混入

3.清洗,除锈处理

抗乳化性

1.因油中水分而锈蚀

2.液压油发生不正常老化劣化

3.因水分产生泵、阀的气穴和气 蚀

1.液压油本身的防锈性差

2.液压油老化劣化,水分的分离 性差

1.使用抗乳化性好的液压油 2.更换油

老化劣化

1.产生油泥,使液压无件动作不 良

2.氧化加剧,腐蚀金属材料

3.润滑性能降低,元件加快磨损 4.防锈性、抗乳化性降低,产生

故障

 

1.高温下常久使用油液氧化劣 化

2.水分、金属粉、空气等污染物 进入油内,促进劣化

3.油局部高温和加热

 

1,避免在60℃以上的高温下长 期使用

2.除去污物

3.防止用加热器局部加热

腐    蚀

1.腐蚀铜、铝、铁等金属 2.伴随着气蚀腐蚀金属

3.泵、阀、滤油器、冷却器的局 部腐蚀

1.添加剂的影响

2.液压油老化、劣化,腐蚀性物 质混入

3.水分混入、气穴气蚀

 

1.调查液压油的性质

2,防止老化、劣化污染物混入 3.防止水分混入、防止气蚀

消泡破泡性不好

1.油的压缩性增大,导致动作不 正常

2.增加泵、油缸噪声、振动,加 剧磨损

3.气泡导致气穴

4.油与空气接触面积增大,加剧 油液氧化

5.气泡进入润滑部位,切破油膜 导致烧伤、爬行

 

1.添加剂的消耗

2.液压油本身破泡性差

 

1.更换油,加添加剂

2.检查油箱的结构,合理设计

续表8-13


容 易 发 生 的 故 障

产 生 故 障 的 原 因

排  除  方  法

低温流动性不好

 

 

L.液压油的流动闪点在+10~

15℃以下时,流动性变差,不

能使用

 

 

1.液压油本身性能决定 2.随添加剂的不同而异

 

 

选择合适油液


润滑性不良

1.泵异常磨损、寿命缩短

2.元件寿命降低,性能降低 3.执行元件性能降低

4.泵阀等滑动面异常磨损,烧坏 5.流量阀调节不良

6.伺服阀动作不良,性能降低 7.促进滤油器堵塞

8.促进工作油老化、劣化

 

1.液压油老化劣化,异物混人 2.粘度降低

3.由于水基液压油的性质所决 定

 

1.更换成粘度适当,润滑性好的 液压油

2.选择液压油时,要研究其润滑 性能怎么样

3.过滤器的有效使用

 

②水—二元醇:因含水分量多,容易产生①水分蒸发,粘度增大产生气蚀:②气化性防锈剂损耗时, 气相防锈能力降低;③高温滑动面会因润滑不良产生烧接现象;④与镀锌零件接触会产生油泥。

③磷酸酯液压油:本质上加水易分解,生成磷酸,会腐蚀液压元件的金属零件。

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④脂肪酸酯:用作液压油时, 缺点较小,使用较便利,但它与其它 抗燃液压油比较,抗燃性不太好。虽 然随着压力的上升,粘度上升的幅 度非常小(表8-14),但在润滑部 位,油膜的保持性及从间隙泄漏量 有增大的趋势。

三、液压油与液压元 件密封不相容带来的故障

液压油与液压元件的相容性可 参阅表8-11。如果不相容,会造成


 

表8- 14          各种液压油的高压粘度 cst/40℃

 

油 品 压   力

石油基

水——二元醇

磷酸酯

脂肪酸酯

0(MPa)

46.0

51.0

46.0

39.0

10

54.5

52.8

59.4

39.5

20

64.5

54.6

76.6

39.9

30

76.4

56.5

78.9

40.4

40

90.4

58.5

127.6

40.9

50

107.1

62.7

165-0

41.4

 


液压元件锈蚀,密封膨润老化以及产生不溶性油泥等故障。表8-15是对表8-11的补充。关于液压油与液 压元件的相容性还说明如下:

①石油基液压油;几乎与所有液压元件相容,不管液压元件用何种材料制成均可。

表8- 15                    各种液压油与液压元件的相容性

 

油  种

项   目

石油基

水一二元醇

磷酸酯

脂肪酸酯

液压泵柱塞泵(叶片泵) 十

MPa MPa

全压力域

<14 <21

全压力区域

全 压 力 区 城

金属材料

无特别限制

不能用于Zn、Cd、Mg Pb、用于Al时要注意

无特别限制

无 特 别 限 制

滤油器

无限制

不锈钢制

用不锈钢为好

无特别限制

橡胶材质

不能用丁基、丁钠 橡胶丁腈为好

不可用尿烷橡胶可用 丁基橡胶

氟化橡胶、了基橡 胶硅橡胶较适合

丁 基 不 可

油箱内表面涂料

一般无限制

不可有涂料屑乙烯基 环氧基涂料

不涂涂料为好

苯酚涂料不良

环氧基可

苯酚涂料不良

伺服阀

无限制

(要注意)

一般不限制

一般不限制

 

② 水     二元醇:与液压元件的材质的相容性问题较多:i) 使用这种工作介质,当液压元件有Zn、Ca、 Mg、Al (未阳极处理)Gd 等材质时,会生成脂肪酸与皂碱,产生不溶性油泥;i) 泵要降级使用,例如叶 片泵、柱塞泵都要大大降低压力使用;ii)    滤油器应采用不锈钢,线隙式滤油器的铝线铜线等均不适合:

iV) 不能使用尿烷(氨基甲酸乙酯)橡胶而应使用丁腈橡胶,不可使用皮革、软木塞、纤维等吸湿性密封材 料 ;V) 与所有涂料不相容,所以油箱内表面不可涂上涂料,油箱要用不锈钢制造,油箱外表面可涂乙烯基 与环氧基涂料;Vi)  用于伺服阀时要特别注意。

③ 磷酸酯液压油:主要是与液压元件密封的适合性,不能使用丁腈氯丁橡胶,而必须使用氟化橡胶、丁 基橡胶、硅橡胶等,不能用于透明有机玻璃、丙烯酸苯乙烯塑料。

④ 脂肪酸酯液压油:基本上同石油基。

四、液压油选用不当带来的故障。 这方面要考虑的因素较多,仅举几例:

① 粘度选用不当:例如某液压元件要在10~70℃条件下使用,但如果选用粘度指数为100的VG46 液 压油,这种油在20℃的运动粘度为134.6cst,而在60℃的运动粘度为20.57cst。因此滤油器的阻力变化为 6.5倍,容易产生气穴等故障。

② 在温度变化大的条件下使用的小型液压设备,如果粘度变化范围为3倍,则泄漏量也会3倍变化,这 对小流量的液压系统影响较大。

③ 与矿物油相比,合成型难燃油有高的比重,含水型抗燃油不仅比重大而且蒸气压力高,这对于油的 流动会产生大的阻力,所以泵会引起空穴磨损和振动。如使用抗燃液压油,除了泵安装位置要低,泵进口只 能装粗滤器外,且泵的结构要适合抗燃油,不然会出故障。


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