制桶设备液压与气压传动系统的使用与维护(9)

杨文亮

第五章 制桶设备液压系统的保养与维护

三、液压油的使用与维护

液压系统的故障至少有75%是由于液压油的污染所造成的。液压油的污染将使液压系统的性能不稳定、元件损坏和性能劣化、降低液压系统工作可靠性和寿命、耗费油液、造成经济损失等。因此，了解与研究油液污染的原因，对油液污染加以控制是十分必要的。

1、液压系统对液压油的要求

（1）黏度要适当：黏度是液压油的重要指标，黏度过大，各部件运动阻力增加，黏性摩擦损失增加，温升快，甚至可能引起汽蚀或卡死现象；黏度小，会使泄漏增大，容积效率降低，并使油膜支承能力下降而导致摩擦副之间产生干摩擦。

（2）黏温性能好：由于液压系统在工作过程中存在能量损失，所以将使油温升高。若液压油的黏温性能差，将会使其黏度显著下降，从而引起润滑不良、泄漏增加，并影响工作精度，特别是冬季在室外工作的设备，如果黏温性能差，将会在启动时因黏度大而影响启动。所以要求在工作温度变化范围内，液压油的黏度变化范围要小。

（3）防锈性能好：液压元件的各种金属零件，在工作介质中混入的水分和空气的作用下，精加工表面会发生锈蚀。如果液压油的防锈性能不好，将会降低零件的使用寿命，锈蚀颗粒落入油中在系统内循环，还会产生磨损和引起故障，并因其催化作用将促使液压油进一步氧化，引起元件腐蚀，讲一步影响阀类元件正常工作。所以要求液压油具有阻止与其接触的金属元件产生锈蚀的能力。

（4）抗氧化性能好：液压系统工作时，随着油温逐渐升高，油愈来愈容易氧化变质，特别在高温工作条件下，氧化速度很快。据统计，在60℃以上时，温度每增加10℃，油的氧化进度要增加一倍。油若氧化，会生成胶泥沉淀渣滓，妨碍液压系统正常工作。为此，除了限制最高使用温度外，还要求液压油有较好的抗氧化性。

（5）抗乳化性能好：如果液压油中混入水分，则可能和油中稳定性较差的物质生成亲水性的有机酸和皂类，在泵的搅拌下使油乳化，从而降低润滑性，影响泵与阀的工作性能。为此，要求液压油有较高的抗乳化性。

（6）抗泡沫性能好：如果液压油中存有泡沫，将会使液压系统产生爬行及噪声。为此，液压油中应当不含有空气、油脂和其他容易汽化的混合物。

（7）润滑性能好：液压元件各运动部件的配合间隙都很小，为了提高元件的使用寿命，要求在运动表面上形成强度较高的油膜，以便构成液体润滑，减小磨损。

（8）凝固点低：对于北方冬季室外作业的液压设备，液压油凝固点是一项非常重要的指标，一般情况下，凝固点尽量低于工作温度10℃，否则将启动困难，甚至不能工作。

（9）闪点要高：为了安全、防止发生火灾，要求液压油的闪点高。

（10）质地纯净：液压油中不得含有蒸汽、空气及其他容易汽化和产生气体的杂物，也不得含有其他机械杂质，如沥青、灰分等。

（11）相容性好：液压油与各种材料（如密封件、软管、涂料等）不起或少起化学作用，以免变质失效。

2、液压油的污染控制

（1）液压油的污染原因：液压油的污染主要是由外部原因和内部原因造成的。外部原因是指固体杂质、水分、其它油类及空气等进入系统；内部原因是指除了原有新油液带来的污染物外，在使用过程中相对运动零件的磨损和液压油物理化学性能的变化。

（2）液压油污染的危害：污染是液压系统的主要危害，污染物混入液压系统后会加速零件的磨损、研损、烧伤甚至破坏，引起液压元件的性能过早下降，使液压系统产生故障。由此可见，污染造成的后果是严重的。

（3）液压油污染的控制

·减少潜伏的污物：严格检验元件的污染程度，特别是外购件尤其需要仔细检查。

·防止侵入污染：减少环境中的灰尘污染。防止装配时带入污染物。

·防止再生污染：选用适当的滤油器，阻挡再生微粒进入系统。

·液压油变质的控制：油液变质后，其性能将发生改变，从而产生液压故障。

3、液压油的选用与更换

（1）合理选择液压油：正确而合理地选择液压油，乃是保证液压设备正常运转和高效率的前提。通常选用液压油时所考虑的因素是它的使用环境和化学特性及物理特性。但从安全角度出发，选择液压油种类时，首先需根据有无火灾和爆炸的危险来作矿物油系与不燃油或难燃油系的选择。如果使用条件对环境和温度的限制是在矿物油系的范围以内，则可根据矿物油系中各种油液的性质进行合理选择。

（2）液压油的更换：液压油一经生产出来就开始慢慢地劣化变质，而且随着使用时间的增长，其劣化变质的速度大大加快，各种理化性能逐渐下降，甚至不能再用。因此液压油使用一段时间后，就需要更换。一般来说，可根据不同的设备、不同的工况以及不同的油品，规定液压油使用时间为半年、一年，或者运转1000～2000后更换液压油。

四、液压系统管路的维护

管路在液压系统中主要用来把各种元件及装置连接起来传输能量，液压系统中常用的管路主要有金属硬管和耐压软管。液压系统中使用的管路要有足够的强度，能承受系统的最高冲击压力和工作压力。管路与各元件及装置的各连接处要密封可靠、不泄漏、绝不能松动。

1、管道的选择

在液压系统中，广泛采用无缝钢管，它比采用软管安全可靠，而且具有强度高、价格适中、易于实现连接处密封等优点。冷拔管的外径尺寸比较精确，管壁较薄，适合与卡套式管接头连接；焊管使用压力较低，常用于吸油管和回油管，其价格便宜。这两种管道一般采用低碳钢管。橡胶软管广泛采用由夹有多层钢丝编织或多层钢丝缠绕的耐油橡胶制成高压橡胶软管。

2、管道的检查

液压系统中使用的管道，不能有破孔、裂痕、腐蚀、变形等缺陷，特别是高压系统，更应保证管道的质量。在选择管道时，应对管道进行仔细检查，如果管道内外侧有明显腐蚀变质、管壁有10%以上的裂痕或有破漏孔、在直径上有20%的凹坑以及尺寸规格、材质和制造方法不符合要求者，均不能使用。

3、管路的连接

管路在安装前必须清洗干净，管内不允许有锈蚀、杂质、粉尘、水及其他液体或胶质等污物。管路安装要固定坚实，布局合理，排列整齐，方便维修和更换元器件。

五、密封件的维护

设置于密封装置中，起密封作用的元件就是密封件。在液压系统及其元件中，设计、安设密封装置和密封元件的作用，在于防止工作介质的泄漏及外界尘埃和异物的侵入。

液体在液压元件及系统内流动时，由于受压力、间隙、黏度等因素变化而导致少量液体由高压腔向低压腔流出，称作泄漏。泄漏分为内泄漏和外泄漏两类，单位时间内泄漏的液体体积称为泄漏量，内泄漏会引起液压系统容积效率的急剧下降，使系统达不到所需的工作压力、使机械设备无法运作。外泄漏则会造成工作介质浪费和污染环境，甚至引发机械操作失灵和人身事故。因此，正常设计和使用密封件是液压设备正常运转的重要保证。

1、密封圈

密封件的结构形式或材质选择不当，密封件或安装沟槽的结构、尺寸及公差设计不合理或加工不符合要求，密封件材质性能差或胶料成分不稳定，密封件的预压缩量选择不当导致压缩量过松或过紧，与密封件相配的机械零件加工和装配精度差等，或直接影响密封件的密封效果，或加速密封件的磨损或老化，最终使密封件失去密封作用。

在安装密封件时，如果将密封件的唇口方向装错，或将密封件损坏，也将对密封件的密封性能和寿命产生很大影响。

另外，密封件胶料是否与所用液压油相容，密封件是否已产生永久变形或已老化等，也将对密封效果产生重要影响。

如果由于各种原因导致密封件密封效果变差或失去密封作用，将对系统造成一系列不利影响。密封件密封效果不良，或使液压泵吸空而产生振动和噪声，或使高低压腔相互窜油而使执行元件出力不足、工作速度和系统效率下降，或使系统工作压力达不到要求而导致系统动作缓慢或失灵等。如果密封件被压得过紧，将会使摩擦力增大或摩擦力不匀，从而导致执行元件出现“爬行”运动。密封件密封效果不良，还会使油发热和漏油严重，增加系统的功率损失，甚至污染环境，严重时甚至可能引起火灾等。所以，要经常检查系统的密封情况，发现密封效果变差时要及时处置，以避免引起严重后果。

常用的密封圈有O形密封圈和Y型密封圈。O形密封圈一般适用于往复运动、回转运动和固定处的密封，在使用O形密封圈时要注意合理选择预压缩量、沟槽尺寸及加工精度，还要注意安装正确。Y形密封圈适用于偶合零件做往复直线运动时的密封，它具有密封性能可靠、摩擦阻力小、运动平稳、耐压性好、适用压力范围广、结构简单、成本低等特点。装配时要注意密封件唇边质量，并将唇边对着压力腔安装。

2、防尘圈

防尘圈主要用于偶合零件做直线往复运动时的防尘。液压缸的活塞杆表面上常粘有灰尘、砂粒、切屑等杂物，当活塞往复运动时，易将杂物带入缸内，因此在活塞杆或柱塞处必须安装防尘圈。防尘圈分有骨架式和无骨架式两种，其材料一般为耐油丁腈橡胶和聚氨酯橡胶。安装时，一般保证空隙量为0.4－0.6mm，而对唇边的预压缩量一般为0.5－1.0mm。

3、油封

油封主要用于旋转轴的密封，以防止油液沿轴向往外泄漏和防止灰尘等杂物沿轴向进入，油封的种类很多，常用的油封为普通型油封。油封安装时具有一定的压缩量，它依靠唇口与轴的接触起密封作用。油封的压缩量大小应合适，如果压缩量过大，虽然密封件对轴的总径向压紧力较大，但唇口与轴的表面接触面积也较大，其接触应力反而较小，容易产生轴向泄漏，而且还会引起发热、“烧轴”、油封老化等。因此，安装时，既应保证有足够的径向压紧力，又应使唇边的接触面较小而产生较大的接触应力，使其不易产生轴向泄漏，密封性较好。所以，油封唇边和轴之间的压缩量不宜过大。

六、液压油箱的维护

油箱是液压系统中不可缺少的元件之一，它具有储存油液、散热、分离油液中气泡、沉淀杂质等作用。

液压油箱根据其是否与大气相通，可分为开式油箱和闭式油箱，开式油箱应用最广泛。制桶设备液压系统多采用开式油箱。

1、油箱的安装要求

为了确保液压系统的正常工作，在安装油箱时应注意以下几方面：

（1）油箱的安装应便于维修、散热、通风、排油和补油，同时应便于油箱的清洗；

（2）在系统工作过程中，要采取适当的措施控制油温，避免油温的过高和过低；

（3）要保持油箱周围环境清洁，避免异物和水分进入油箱，要尽量减少酸、碱和盐分等的含量；

（4）油箱上的液位计应安装在便于观测处，以便能够方便地看到油面的变化情况：

（5）油箱要采取必要的防振措施，避免油箱的振动和冲击；

（6）油箱的安装还要便于消防等。

2、油箱的使用要求

油箱在使用过程中要注意以下几方面的问题。

（1）油箱的注油：在使用液压系统时，首先要对油箱进行注油。注油量应保证有足够的液压油补充液压缸、喀路和液压设备，即使是处于最低油面的油容量也应保证系统正常工作。

（2）油箱的散热：要尽量加大油箱的表面积，并确保油箱周围具有足够的空间舟良好的通风环境，以增强散热效果。

（3）油箱的防尘：除油箱本身具有良好的密封性和带有过滤装置外，还要保证油箱工作在清洁的环境中，以防止杂质侵入系统。

（4）油箱的清洗：在系统工作过程中，要根据液压设备的操作手册和具体使用情况，定期对油液进行检测，确定油液的污染情况，及时更换油液，同时对系统和油箱进行彻底清洗，以确保系统正常工作。

（5）油箱的防护：在油箱工作时，应在油箱上部安装防护罩，以防止电动机、泵、阀等元件损坏，同时也还可以防尘以及降低噪声，但安装防护罩时要注意保持通风，以便于散热。

（6）漏油的回收：由于油箱在装卸、运转或维修过程中常常会发生漏油，为了保护环境和节省能源，在油箱周围最好能设置漏油回收装置。对于小型油箱，可使油箱盖板略低于四周壁板，或在油箱上部设置油槽回收漏油。对于大型油箱，可在油箱底部设置地沟或接油盘回收漏油。