环卫系统机械对液压系统污染物的控制

汪 洪

摘要:笔者重点分析了工程机械液压系统污染的原因与危害,并提出如何对液压系统在使用中的污染进行控制,对提高液压系统工作的可靠性及稳定性具有较重要的意义。

关键词:液压系统;污染控制

油液中的污染物主要有:固体颗粒、水、空气、有害化学物质和微生物等。作者通过这几年对环卫处所用液压系统的维护管理中,液压故障有70%～80%是由油液污染及粉尘导致的。要保证液压系统正常、可靠的运行,必须要保持系统的清洁。如何正确使用与维护液压系统,保证油液的清洁,是环卫设备日常维护和使用中的一项重要任务。

1 系统污染的原因与危害

1.1 在环卫系统对液压系统的污染的原因很多,从污染产生机理来看,分为气体污染和颗粒污染二种:

1.1.1 气体污染:在大气压下,液压油中可溶解10%左右的空气,在液压系统的高压下,在油液中会溶解更多的空气或气体。空气在油液中形成气泡,如果液压支架在工作过程中在极短的时间内,压力在高低压之间迅速变换就会使气泡在高压侧产生高温在低压侧发生爆裂,如果液压系统的元件表面有凹点和损伤时,液压油就会高速冲向元件表面加速表面的磨损,引起泄漏。而在环卫作业的环境周围的大气有混杂着甲烷、硫化氢等腐蚀性很强的有害气体,这就加剧了液压油及液压系统元件表面化的蚀损。

1.1.2 颗粒污染:颗粒污染从产生的来源分为二种。

①来自外部侵入的异物:如制作、安装过程中潜伏在系统内部的污染物,空气、环境气体、水分、切屑、磨料及冷却液等。液压油缸作为一些工程机械液压系统的主要执行元件,由于工作过程中活塞杆裸露在外直接和环境相接触,虽然在导向套上装有防尘圈及密封件等,但也难免将尘埃、污物带入液压系统,加速密封件和活塞杆等的划伤和磨损,从而引起泄漏。这是颗粒污染为液压元件损坏最快的因素之一。而在环卫作业的液压机械由于大都是在高粉尘的环境下工作。粉尘对液压设备的影响是导致设备故障的主要原因之一。

②来自内部产生的异物:如系统工作过程中产生的污染,元件磨损金属颗粒和密封件磨损颗粒碎片、液压油氧化生成物、沉淀的油泥、冷却器漏的水、雨水和空气中水气凝结的水分、换油时夹带的污物、负压吸进系统的空气及环境腐蚀气体等。

显然,系统制作、安装过程中潜伏的污染物多为切屑、毛刺、型砂、涂料、焊渣、磨料、锈片、绵纱纤维断头和灰尘等固体颗粒,它们对系统的危害比较大,必须在这一阶段加强管理,控制污染,确保安装后的液压系统能够安全可靠地运行。

1.2 污染物的危害:污染物混入系统后会加速液压零件的磨损、研损、烧伤甚至破坏或者引起阀的动作失灵或者引起噪声。污染物进入泵内会加快泵的磨损严重时造成泵的卡死,使油泵报废。污染物会堵塞液压元件的节流孔或节流缝隙,改变液压系统的工作性能,引起动作失调甚至完全失灵。灰尘颗粒在液压缸内会加速密封件的损坏,缸筒内表面的拉伤,使泄漏增大,推力不足或者动作不稳定,产生异常的声响与振动。还可能引起滤网堵塞,液压泵吸油困难,回油不畅而产生气蚀、振动和噪声,堵塞严重时会因阻力过大而将滤网击穿,完全丧失过滤作用,造成液压系统的恶性循环。

2 液压系统在使用中的污染控制

2.1 前期管理中污染的控制

2.1.1 加强对管理人员、驾驶员(操作人员)和维修工的技术培训工作,提高他们的素质和质量意识,使他们掌握液压污染控制的基本知识。

2.1.2 抓好液压油的购、管、用。其具体内容包括以下几项:

①正确选购液压油:液压油在液压系统中起着传递压力、润滑、冷却、密封的作用,液压油选择不恰当是液压系统早期故障和耐久性下降的主要原因。应按随机《使用说明书》中规定的牌号选择液压油,特殊情况需要使用代用油时,应力求其性能与主要技术指标必须与原液压油的一致或相近原牌号性能相同。不同牌号的液压油不能混合使用,以防液压油产生化学反应、性能发生变化。深褐色、乳白色、有异味的液压油是变质油,不能使用。尽量选购与原厂规定品牌和等级的液压油,以保证所用油液与密封圈材质的相容性。

②液压油入库前应抽样化验,合格者方准入库;对库存的液压油也应定期抽样化验,分析其污染度,若不符合要求则不得使用;进库油应按各自的品牌存储,严禁混放;油品不得露天存放,如无法避免应搭好防雨和防晒的设施。

③新油加注前,液压用油、油桶要设置在干净安全的地方,加强管理。所用的油桶,滤油机,油漏斗、油管等都应保持干净。装运液压油的油桶必须事先清洗干净,油桶需专用,不要与其他油桶混杂。

④更换新油时,应将油箱中的残留油液排放干净,清除沉积物,并用适量的待加油认真冲洗油箱内部。元件内残留的旧油可用点动方法排除。

⑤设备台账中应建立用油卡片,明确该机型的用油品牌、用油定额和换油记录。

2.1.3 对新购的液压元件验收时要从严把关,按有关标准逐项检验。有效地控制系统及元件在加工、装配、包装、储存和运输等过程中残留的污染物,如金属切屑、焊渣、型砂、灰尘和清洗液等。

2.1.4 从制造工厂的设计因素考虑,提高元件耐污染能力可采取以下措施:保证合理的运动副间隙和润滑状况;合理选择材料和表面处理工艺,提高摩擦表面的抗磨性与抗腐蚀性等。

2.2 使用中防污染的措施:

2.2.1 应定期清洁、更换滤油器或滤芯,防止液压油二次污染,并严格把好滤油器的质量关。维修经验证明,采用质量好的滤油器可使液压泵、液压马达和液压阀的寿命延长4-6倍,还可显著延长液压油的使用期限。油箱中的油液应根据工作情况定期更换。在换油时,应先更换系统所有的进油管路及回油管路的滤芯。然后将油箱底部积存的污物杂质去掉,将油箱清洗干净。油液污染度的简易鉴别方法有:(1)目力视察。人的正常视力极限一般为40μm左右。因此,油液中污物杂质的颗粒尺寸大于40μm时,人的眼力即能看到,当目力能直接观察到污物质时,说明工作油已经很脏了,必须更换。(2)试管相比。用试管把新油和使用油加以比较,如发现使用的油颜色呈现黑色并有恶臭时,必须更换。如颜色没有变化而混浊时,说明油液中含有水分,如透明色变浅而没有恶臭时,可能混入了异种油,必须更换。(3)取一滴使用油加热后放在试验用滤纸当中,并使之往下滴,如存在固态杂质时,在滤纸上将残留薄黑色斑点,这说明油液所含杂质较多,不宜继续使用。(4)要查明油液是否含用水分,可将一铁板加热至250℃左右,往铁板上滴一滴使用油,如有爆裂声,说明含有水分。没有水分的油液是无声燃烧的。

2.2.2 选用满足压力和温度要求的优质油管和密封圈,减少其老化龟裂、膨胀变形产生的橡胶粉末。

2.2.3 油箱呼吸孔上应装配高效的空气滤清器,向油箱内注入新油时一定要通过滤油器,液压缸活塞杆端要装有防尘装置。

2.2.4 定期清洗油箱和液压管道,定期更换或清洁空气滤清器。

2.2.5 避免工程机械带病作业和超负荷运转,这样可防止液压元件非正常磨损产生较大的固体颗粒,以及避免油温超高加速氧化变质,产生各种生成物。

2.2.6 明确驾驶员的监测责任,做到按时按量加油,按质换油,按需滤油。

2.3 维修保养时的污染控制:

液压系统进行维修保养时,加强管理防止污染物从各个环节中进入系统。元件在维修组装过程中每一工序必须采取净化措施,以清除元件中残留的污染物。防止固体杂质混入液压系统。清洁的液压油是液压系统的生命。液压系统中有许多精密偶件,有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等,危及液压系统的安全运行。一般固体杂质入侵液压系统的途径有:液压油不洁;加油工具不洁;加油和维修、保养不慎;液压元件脱屑等。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵液压系统。

2.3.1 保养时:拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位,造成系统油道暴露时要避开扬尘,拆卸部位要先彻底清洁后才能打开。如拆卸液压油箱加油盖时,先除去油箱盖四周的泥土,拧松油箱盖后,清除残留在接合部位的杂物(不能用水冲洗以免水渗入油箱),确认清洁后才能打开油箱盖。如需使用擦拭材料和铁锤时,应选择不掉纤维杂质的擦拭材料和击打面附着橡胶的专用铁锤。液压元件、液压胶管要认真清洗,用高压风吹干后组装。选用包装完好的正品滤芯(若包装损坏,虽然滤芯完好,也可能不洁)。换油时同时清洗滤清器,安装滤芯前应用擦拭材料认真清洁滤清器壳内底部污物。

2.3.2 大修后应清洗整个液压系统,更换全部液压油,保证机器使用时液压系统的洁净。液压系统的清洗:清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油,油温在45～80℃之间,用大流量尽可能将系统中杂质带走。液压系统要反复清洗三次以上,每次清洗完后,趁油热时将其全部放出系统。清洗完毕再清洗滤清器、更换新滤芯后加注新油。

2.3.3加油时:液压油必须过滤加注,加油工具应可靠清洁。不能为了提高加油速度而去掉油箱加油口处的过滤器。加油人员应使用干净的手套和工作服,以防固体杂质和纤维杂质掉入油中。

2.3.4 液压元件、零件的清洗

维修液压件在组装前,旧的液压件受到污染后都必须经过清洗方可使用,清洗过程中应做到以下几点。

①拆装液压件时,操作人员应穿戴纤维不易脱落的工作服、工作帽,以防纤维、灰尘、头发、皮屑等散落入液压系统造成人为污染。

②液压件清洗应在专用清洗台上进行,若受条件限制,也要确保临时工作台的清洁度。

③所有的液压元件、管路包括油箱,加油设备等在清洗时严禁用汽油清洗,一般用煤油清洗。

④液压管道安装的污染控制:液压油管是液压系统的重要组成部分,因此,液压管道污染控制是液压系统保洁的一个重要内容。油管安装前要清理头部盖帽、绝对禁止管内沾染破布等杂物。油管安装过程中若有较长时间的中断,须及时封好管口防止杂物侵入。油管安装完毕后,必须经过系统试运行,将油管中的气体排除后方可正式运转。在运行中要检查过滤器内的情况。

2.4 防止空气和水入侵液压系统

2.4.1 防止空气入侵液压系统

在常压常温下液压油中含有容积比为6～8%的空气,当压力降低时空气会从油中游离出来,气泡破裂使液压元件“气蚀”,产生噪声。大量的空气进入油中将使“气蚀”现象加剧,液压油压缩性增大,工作不稳定,降低工作效率,执行元件出现工作“爬行”等不良后果。另外,空气还会使液压油氧化,加速油的变质。为防止空气进入液压系统,在使用和维护时应注意以下几点:

①经常检查油箱中油面高度,保持有足够的油量。

②在工作过程中,油液会损耗,必须及时补充新的同规格油液。

③即使在最低油面时,吸油管1:3和回油管口也应保持在油面以下。

④使用性能良好的密封件,失效的密封装置应及时更换,管接头及各接合面处的螺钉都要拧紧。

⑤在使用中尽量防止系统中各处的压力低于大气压力或形成局部真空。

⑥在更换油箱中的油液后,应开动机器循环运转几次,以排除系统中的空气。

⑦油泵驱动轴的密封应良好,要注意更换该处油封时应使用“双唇”正品油封,不能用“单唇”油封代替,因为“单唇”油封只能单向封油,不具备封气的功能。

2.4.2 防止水入侵液压系统

油中含有过量水分,会使液压元件锈蚀、油液乳化变质、润滑油膜强度降低,加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外,还要注意储油桶不用时,要拧紧盖子,最好倒置放置;含水量大的油要经多次过滤,每过滤一次要更换一次烘干的滤纸,在没有专用仪器检测时,可将油滴到烧热的铁板上,没有蒸气冒出并立即燃烧方能加注。

3 总结

液压系统污染控制贯穿于整个日常维护、保养过程,特别是在环卫设备方面污染尤其突出,要求操作者和修理人员在每一步都要考虑到保洁措施,最大限度降低系统污染对液压设备的危害,确保液压系统能够安全、可靠地运行。