论文部分内容阅读
【摘 要】对矿业工程机械液压系统油液污染的来源和危害进行了分析，通过合理的控制措施来提高液压系统的可靠性，并保证了矿业工程机械的正常作业性能，对提高工程机械的工作效率具有一定的指导意义和推广应用价值。
【关键词】矿业工程机械；液压系统；油液污染；控制措施
随着矿业工程机械技术的发展，机电液一体化技术在现代工程机械上得到了广泛的应用，液压系统的可靠性和元件使用寿命显得越来越重要。在液压系统中，液压油是传递动力和信号的工作介质，同时还起到冷却、润滑和防锈的作用。液压油污染严重时，会导致液压元件磨损加剧，影响液压系统正常工作运行。据统计，液压系统故障中75%以上是由于油液污染而造成的。因此，液压系统油液污染问题已成为国内外液压行业和矿业部门普遍关注的问题。研究油液染污问题，加强油液污染的监测和控制是十分必要的。文中将分析油液污染问题的来源和危害，并对油液污染的监测和控制作一简要的阐述。
1、矿业工程机械液压系统油液污染的来源及危害
1.1 矿业工程机械液压系统油液污染的来源
液压系统油液被污染的原因是多方面的，油液的污染源可概括为系统残留的、内部生成的以及外界侵入的。
1.1.1 矿业工程机械液压系统内部生成的污染物。液压系统在工作中自身会由于各种压力损失产生大量的热量，使系统液压油温度上升，系统温度过高时液压油容易氧化，氧化后会生成有机酸，有机酸会腐蚀金属元件，生成一些固态颗粒污垢进入液压油中，其中既有液压元件磨损剥离、被冲刷和腐蚀而产生的金属颗粒或橡胶粉末，又有油液氧化产生的污染物等。还会生成不溶于油的胶状沉淀物，使液压油的粘度增大，抗磨性能变差。
1.1.2 矿业工程机械液压系统液压油中混入水分和空气。液压油新油有吸水性，含有微量水分；液压系统停止工作时系统温度降低，空气中的水气凝结成水分子混入油中。液压油中混入水分后，将降低液压油的粘度，并促使液压油氧化变质，还会形成水气泡，使液压油的润滑性能变差还会产生气蚀。液压油能溶解部分空气，有时还会吸入气泡。空气混入液压油中可加快液压油氧化变质，还会引起噪声、气蚀、振动等。
1.1.3 矿业工程机械液压系统液压油中混入颗粒污物。液压系统及元件在加工、装配、储运中将污物混入系统中；使用中漏气或漏水后形成不溶物；使用中金属零部件磨损后产生的磨屑；空气中灰尘的混入等，这些都易形成液压油中的颗粒污物。液压油中混入颗粒污物，容易形成磨料磨损，降低液压油的润滑性能和冷却性能。
1.2 矿业工程机械液压系统油液污染的危害
矿业工程机械液压系统油液污染物对液压系统的危害是非常严重的，它的主要存在形式有固体颗粒、水、空气以及化学污染物等。
固体颗粒与液压元件表面相互作用时，会产生磨损和表面疲劳，加速元件磨损，并可能堵塞液压元件里的阻泥孔或是阀芯憋死。当油液中的污垢堵塞滤油器的滤孔时，还会使泵吸油困难，产生气蚀、振动和噪声，从而造成液压系统事故。
水分和空气的进入使液压油的润滑性能降低，加速氧化变质，产生气蚀，加速液压元件磨蚀，使液压系统出现振动和爬行现象。
化学污染物在油液中有溶剂、表面活性化合物和油液氧化分解产生生物等。有的化合物与水反应生成新的酸类物质会腐蚀金属，同时也会污染油液，使油液变质、变色、变味。
液压系统油液污染严重时，不仅直接影响液压系统工作性能，使液压系统经常发生故障，导致液压元件寿命缩短，液压系统可靠性降低，而且还严重影响了工程机械的正常作业，降低了机械的工作效率。
2、矿业工程机械液压系统液压油污染的控制及防护措施
2.1 矿业工程机械液压系统控制液压油的工作温度
矿业工程机械液压系统液压系统的温度，一般在35℃-60℃范围内最为合适，最高应不超过80℃。在正常的油温下，液压油各种性能良好。油温过高会使液压系统产生很多不良影响，如粘度下降，润滑油膜变薄并易被损坏，润滑性能变差，容积效率低，机械磨损加剧，橡胶密封圈加速老化，密封性能随之降低等。
因此在使用中，应控制系统油温保持在正常范围。为此，应做到几点：①保持油箱中的正常油量，使系统有足够的油液进行循环冷却。②根据工作环境温度，选用合适粘度的液压油。周围环境温度高，应选用高粘度油；周围环境温度低，应选用低粘度油。在一般情况下，齿轮泵宜选用50℃时18pf/s-38pf/s的油。③经常清洗冷却散热装置，使其保持良好的工作状态。④气温较高时，机械不可连续运转时间过长，通常在气温高于30℃的条件下，机械连续作业时间不得超过4h。⑤当气温低于10℃以下时，应使系统在无负荷状态下运转约20min，使油温升到规定值，方可进行作业。
2.2 元件和系统在加工和装配过程中进行清洁
元件在加工制造中，每一工序都必须对加工中残留的污染物进行净化清除；元件装配前必须进行清洁处理，装配后必须进行严格的清洁和检验；油箱和管道在去除毛刺、焊渣等污染物后，需进行酸洗以去除其表面氧化物；对初装好的液压系统做循环冲洗，并定时从系统中取样分析，循环冲洗直至系统清洁达到要求。
2.3 防止污染物混入液压系统
油箱要合理密封并装设高效能的空气滤清器以防止尘土、水分的进入；注入新油必须经过有效的过滤，系统的回油也应进行有效的过滤；管路接头等连接处密封严密，防止尘土、水分和空气进行液压系统；活动件（如液压缸活塞杆端）必须装有防尘密封装置。
2.4 矿业工程机械液压系统液压油的过滤和净化
液压油过滤器（滤油器）是液压系统中控制油液污染的重要元件，滤油器的应用必须保证过滤精度符合系统的使用要求，由流体阻力引起的压力损失应尽可能小，并应具有足够的油垢容量；定时对滤油器进行检查和净化。液压系统油液的污染度随着外界污染颗粒侵入率和系统内各种磨损颗粒数的增加而增大，随着过滤比的增大而减小，因此合理选择过滤比可有效地降低系统的污染度。固体颗粒是工程机械液压系统污染的主要来源，通过合理选择滤油器的过滤比是控制系统污染的主要措施。
2.5 矿业工程机械液压系统定期检查和更换液压油
液压油在使用过程中，污染物的侵入会对液压系统造成不良的影响，要对液压油污染进行有效的控制，必须定期对各密封处、接头处进行检查处理，对液压系统的液压油进行检查分析，还要定期更换液压油。更换液压油时必须将旧液压油放净，整个液压系统必须先清洁后，再注入新的液压油。
2.6 采用液压油污染度在线监测技术
在矿业工程机械上采用液压油污染度在线监测，可随时监测液压油在使用过程中的品质，而且能及时准确地通过显示器显示污染等级及相应的原因，即使工作人员没有观测到显示器显示的情况，当污染度达到相应的级别时，报警装置也会进行分级报警，以确保矿业工程机械在使用中液压油性能及品质的良好性。
通过对矿业工程机械液压系统油液污染问题的研究，实行全面污染控制，有效降低了矿业工程机械设备因油液污染而造成的故障停机率，并且通过对油液污染控制新技术的探讨，使得油液污染的控制更加科学、高效，提高了矿业工程机械设备的工作效率，有力地保障了矿业工程机械设备液压系统的正常作业。
参考文献
[1]龙官保. 建筑工程机械液压系统油液的污染与防护措施[J]. 筑路机械与施工机械化. 2006年（3）：31-33.
[2]文杰. 工程机械液压系统常见故障与排除[J]. 建筑技术，2005, 36(5)91-93.
[3]华佑九.液压系统油液的污染控制[J]. 东南大学学报，2006（10）：3130-3133.
[4]雷天觉. 液压工程手册[M]. 北京：机械工业出版社，1990.
[5]夏志新. 液压系統污染控制[M].北京：机械工业出版社，1992.90-91.
[6]全国监理工程师培训教训编写委员会. 工程建设质量控制[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1997.
【关键词】矿业工程机械；液压系统；油液污染；控制措施
随着矿业工程机械技术的发展，机电液一体化技术在现代工程机械上得到了广泛的应用，液压系统的可靠性和元件使用寿命显得越来越重要。在液压系统中，液压油是传递动力和信号的工作介质，同时还起到冷却、润滑和防锈的作用。液压油污染严重时，会导致液压元件磨损加剧，影响液压系统正常工作运行。据统计，液压系统故障中75%以上是由于油液污染而造成的。因此，液压系统油液污染问题已成为国内外液压行业和矿业部门普遍关注的问题。研究油液染污问题，加强油液污染的监测和控制是十分必要的。文中将分析油液污染问题的来源和危害，并对油液污染的监测和控制作一简要的阐述。
1、矿业工程机械液压系统油液污染的来源及危害
1.1 矿业工程机械液压系统油液污染的来源
液压系统油液被污染的原因是多方面的，油液的污染源可概括为系统残留的、内部生成的以及外界侵入的。
1.1.1 矿业工程机械液压系统内部生成的污染物。液压系统在工作中自身会由于各种压力损失产生大量的热量，使系统液压油温度上升，系统温度过高时液压油容易氧化，氧化后会生成有机酸，有机酸会腐蚀金属元件，生成一些固态颗粒污垢进入液压油中，其中既有液压元件磨损剥离、被冲刷和腐蚀而产生的金属颗粒或橡胶粉末，又有油液氧化产生的污染物等。还会生成不溶于油的胶状沉淀物，使液压油的粘度增大，抗磨性能变差。
1.1.2 矿业工程机械液压系统液压油中混入水分和空气。液压油新油有吸水性，含有微量水分；液压系统停止工作时系统温度降低，空气中的水气凝结成水分子混入油中。液压油中混入水分后，将降低液压油的粘度，并促使液压油氧化变质，还会形成水气泡，使液压油的润滑性能变差还会产生气蚀。液压油能溶解部分空气，有时还会吸入气泡。空气混入液压油中可加快液压油氧化变质，还会引起噪声、气蚀、振动等。
1.1.3 矿业工程机械液压系统液压油中混入颗粒污物。液压系统及元件在加工、装配、储运中将污物混入系统中；使用中漏气或漏水后形成不溶物；使用中金属零部件磨损后产生的磨屑；空气中灰尘的混入等，这些都易形成液压油中的颗粒污物。液压油中混入颗粒污物，容易形成磨料磨损，降低液压油的润滑性能和冷却性能。
1.2 矿业工程机械液压系统油液污染的危害
矿业工程机械液压系统油液污染物对液压系统的危害是非常严重的，它的主要存在形式有固体颗粒、水、空气以及化学污染物等。
固体颗粒与液压元件表面相互作用时，会产生磨损和表面疲劳，加速元件磨损，并可能堵塞液压元件里的阻泥孔或是阀芯憋死。当油液中的污垢堵塞滤油器的滤孔时，还会使泵吸油困难，产生气蚀、振动和噪声，从而造成液压系统事故。
水分和空气的进入使液压油的润滑性能降低，加速氧化变质，产生气蚀，加速液压元件磨蚀，使液压系统出现振动和爬行现象。
化学污染物在油液中有溶剂、表面活性化合物和油液氧化分解产生生物等。有的化合物与水反应生成新的酸类物质会腐蚀金属，同时也会污染油液，使油液变质、变色、变味。
液压系统油液污染严重时，不仅直接影响液压系统工作性能，使液压系统经常发生故障，导致液压元件寿命缩短，液压系统可靠性降低，而且还严重影响了工程机械的正常作业，降低了机械的工作效率。
2、矿业工程机械液压系统液压油污染的控制及防护措施
2.1 矿业工程机械液压系统控制液压油的工作温度
矿业工程机械液压系统液压系统的温度，一般在35℃-60℃范围内最为合适，最高应不超过80℃。在正常的油温下，液压油各种性能良好。油温过高会使液压系统产生很多不良影响，如粘度下降，润滑油膜变薄并易被损坏，润滑性能变差，容积效率低，机械磨损加剧，橡胶密封圈加速老化，密封性能随之降低等。
因此在使用中，应控制系统油温保持在正常范围。为此，应做到几点：①保持油箱中的正常油量，使系统有足够的油液进行循环冷却。②根据工作环境温度，选用合适粘度的液压油。周围环境温度高，应选用高粘度油；周围环境温度低，应选用低粘度油。在一般情况下，齿轮泵宜选用50℃时18pf/s-38pf/s的油。③经常清洗冷却散热装置，使其保持良好的工作状态。④气温较高时，机械不可连续运转时间过长，通常在气温高于30℃的条件下，机械连续作业时间不得超过4h。⑤当气温低于10℃以下时，应使系统在无负荷状态下运转约20min，使油温升到规定值，方可进行作业。
2.2 元件和系统在加工和装配过程中进行清洁
元件在加工制造中，每一工序都必须对加工中残留的污染物进行净化清除；元件装配前必须进行清洁处理，装配后必须进行严格的清洁和检验；油箱和管道在去除毛刺、焊渣等污染物后，需进行酸洗以去除其表面氧化物；对初装好的液压系统做循环冲洗，并定时从系统中取样分析，循环冲洗直至系统清洁达到要求。
2.3 防止污染物混入液压系统
油箱要合理密封并装设高效能的空气滤清器以防止尘土、水分的进入；注入新油必须经过有效的过滤，系统的回油也应进行有效的过滤；管路接头等连接处密封严密，防止尘土、水分和空气进行液压系统；活动件（如液压缸活塞杆端）必须装有防尘密封装置。
2.4 矿业工程机械液压系统液压油的过滤和净化
液压油过滤器（滤油器）是液压系统中控制油液污染的重要元件，滤油器的应用必须保证过滤精度符合系统的使用要求，由流体阻力引起的压力损失应尽可能小，并应具有足够的油垢容量；定时对滤油器进行检查和净化。液压系统油液的污染度随着外界污染颗粒侵入率和系统内各种磨损颗粒数的增加而增大，随着过滤比的增大而减小，因此合理选择过滤比可有效地降低系统的污染度。固体颗粒是工程机械液压系统污染的主要来源，通过合理选择滤油器的过滤比是控制系统污染的主要措施。
2.5 矿业工程机械液压系统定期检查和更换液压油
液压油在使用过程中，污染物的侵入会对液压系统造成不良的影响，要对液压油污染进行有效的控制，必须定期对各密封处、接头处进行检查处理，对液压系统的液压油进行检查分析，还要定期更换液压油。更换液压油时必须将旧液压油放净，整个液压系统必须先清洁后，再注入新的液压油。
2.6 采用液压油污染度在线监测技术
在矿业工程机械上采用液压油污染度在线监测，可随时监测液压油在使用过程中的品质，而且能及时准确地通过显示器显示污染等级及相应的原因，即使工作人员没有观测到显示器显示的情况，当污染度达到相应的级别时，报警装置也会进行分级报警，以确保矿业工程机械在使用中液压油性能及品质的良好性。
通过对矿业工程机械液压系统油液污染问题的研究，实行全面污染控制，有效降低了矿业工程机械设备因油液污染而造成的故障停机率，并且通过对油液污染控制新技术的探讨，使得油液污染的控制更加科学、高效，提高了矿业工程机械设备的工作效率，有力地保障了矿业工程机械设备液压系统的正常作业。
参考文献
[1]龙官保. 建筑工程机械液压系统油液的污染与防护措施[J]. 筑路机械与施工机械化. 2006年（3）：31-33.
[2]文杰. 工程机械液压系统常见故障与排除[J]. 建筑技术，2005, 36(5)91-93.
[3]华佑九.液压系统油液的污染控制[J]. 东南大学学报，2006（10）：3130-3133.
[4]雷天觉. 液压工程手册[M]. 北京：机械工业出版社，1990.
[5]夏志新. 液压系統污染控制[M].北京：机械工业出版社，1992.90-91.
[6]全国监理工程师培训教训编写委员会. 工程建设质量控制[M]. 北京：中国建筑工业出版社，1997.