工程液压机械系统的穴蚀现象和维护

任何设备都是需要我们去维护,只知道一味地使用会减短它的使用寿命,所以维护很重要,下面我们就来说说工程液压机械系统的穴蚀现象和维护。
在对一台zl50c装载机进行h级保养时,发现柴油机缸套特别是它受推力的一侧有蜂窝状的孔穴,在拆洗变速操纵阀、分配间等液压阀时发现其中的配合表面变黑并有划伤和小坑,这是穴蚀现象。穴蚀的产生是由于当油液压力低于油气分离压时,溶于油液中析出的气体在油液中形成‘空穴”,当压力再次高至某一定值时,这些气泡在压力的作用下立即爆裂,从而产生高温、高压,作用到零件表面时,会使零件损坏。
因工程机械液压元件精度高、相对运动部件间配合问隙小,产生穴蚀后会导致配合表面变黑甚至出现小坑使闽芯卡住,压力失调。缸套穴蚀较重时,受损区会出现较深的形状不规则的凹点,就好像缸套表面被强酸腐蚀过一样;穴蚀现象zui严重时,四点会穿透缸套壁,使机体内的冷却液体进人气缸,导致发动机发生严重事故。穴蚀与其他型式的腐蚀联合作用时,损坏速度将成倍乃至几十倍地增长。
影响工程机械液压系统穴蚀的因素主要有:
(1)油液质量。如果油液抗泡沫性差,易于汽化并形成泡沫,就容易引起穴蚀。
(2)油位过高或过低。油位过高,油液受机械搅拌而易使气体溶在油液内;油位过低,工作泵易吸人空气导致循环油液流量不足,加大了油液中空气或水形成气泡的机率。例如,变速器油位过低,在变速泵进口处的压力会低于油的汽化压力,油液便汽化或蒸发,析出气泡,这些气泡流到高压区会迅速破裂从而产生穴蚀现象。
(3)油液过热。油温过高,油液易汽化,水分蒸发,泡沫与空气泡增多,穴蚀现象增加。
(4)油液压力的变化频率高。压力变化的频率直接影响空气泡的形成与破裂速度,压力变化频率高的部位,穴蚀速度快。如工程机械作业时需不停地操纵动臂和铲斗,因而分配阀阀芯与油道相对应的位置处,因压力变化频率高,穴蚀现象也zui严重,全部变黑形成积炭且有小坑和划伤。
(5)冷却水质量不佳。当冷却水中含有腐蚀介质(如酸根离子)时,会形成腐蚀与穴蚀的联合作用,加速穴蚀速度。
(6)空气和水分侵入油液。侵人油液系统的空气和水分愈多,产生穴蚀的范围愈广。空气侵人的渠道主要是泵的吸油口及管接头处因密封不严,导致空气进人系统。水分侵人的主要渠道是怕冷却器内漏。
(7)冷却系统的保养欠佳。对缸套穴蚀有较大影响的是散热器压力盖和节温器,一个好的散热器压力盖可以保持冷却液的压力比蒸气压力高,从而可以减少穴蚀的产生。而节温器使冷却液保持在合适的温度范围,可以降低气泡破裂时的能量,因此若保养不良造成温度、压力失常会加速穴蚀的速度。
(8)使用条件。工程机械的工作过程粗暴,特别是柴油机,zui大爆发压力大,引起侧向敲击力相应增大,从而引起穴蚀增加。
预防穴蚀的措施主要有:
(1)选用的油液要保证油品质量和适宜的粘度。严格按油尺标准加油,保持系统清洁。加油时必须注意清洁,切勿带进水分和杂质;加冷却水时,水中一定不要含腐蚀物质。工程机械的各种油液油尺均标有上限和下限刻度,控制油量的正常标准有利于降低穴蚀。应定期清洗磁铁粗滤器,更换各种滤芯,保持油液清洁。注意检查油位。油质和油色,如果发现工程机械液压系统中有水珠、油液变成乳白色或油液呈泡沫状时,应仔细查找水和空气的来源,检查油冷却器和各管接头处的密封性。
(2)防止油温过高,合理设计散热系统,保证油温正常。如果出现故障,应进行分析,及时排除。如出现油路不畅通,冷却水过少或内、外泄漏时,应立即排除。
(3)减少液压冲击。操纵各液压操纵阀、分配间不宜过快、过猛,也不宜过于频繁地加大油门,以减轻液压冲击。
(4)保持各结合面的正常问隙。在制造或修理时,按装配的公差下限装配可以减少穴蚀的影响。如已发生穴蚀现象,只能用金相纸抛光除去积炭,切不可用一般的细砂纸打磨。
(5)正确保养冷却系统。保证散热器压力盖完好并能正常工作,可以减少穴蚀的产生;让冷却系统的温度保持在合适的范围,以降低气泡破裂的能量;使用适量的冷却液添加剂,可抑制锈蚀作用。
(6)操作过程要平稳,避免压力冲击。
对机械化施工企业来说,工程机械技术状况的良好与否是企业能否正常生产的直接因素。就液压传动的工程机械而言,液压系统的正常运行是其良好技术状况的一个主要标志。合格的液压油是液压系统可靠运行的保障,正确的维护是液压系统可靠运行的根本。为此,本人根据工作实践,就一般作业环境中工程机械液压系统的维护作一粗略的探讨。
1 选择适合的液压油
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。
2 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系统:
2.1 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。
2.2 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*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。选用包装完好的滤芯(内包装损坏,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 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。
3 防止空气和水入侵液压系统
3.1 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。防止空气入侵应注意以下几点:
1、维修和换油后要按随机《使用说明书》规定排除系统中的空气,才能正常作业。
2、液压油泵的吸油管口不得露出油面,吸油管路必须密封良好。[page]
3、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”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。本单位曾有一台柳工zl50装载机大修后,液压油泵出现连续“气蚀”噪声、油箱油位自动升高等故障,经查询液压油泵修理过程,发现即为液压油泵驱动轴的油封误用“单唇”油封所致。
3.2 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,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。
4 作业中注意事项
4.1 机械作业要柔和平顺
机械作业应避免粗暴,否则必然产生冲击负荷,使机械故障频发,大大缩短使用寿命。作业时产生的冲击负荷,一方面使机械结构件早期磨损、断裂、破碎,一方面使液压系统中产生冲击压力,冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作油温上升。我单位曾新购一台uh171正铲挖掘机,作业中每隔4~6天斗门油管就要漏油或爆裂,油管是随机进口的纯,经检测没有质量问题。通过现场观察,发现为斗门开、闭时强烈撞击限位块、门框所致。要有效地避免产生冲击负荷:必须严格执行操作规程;液压阀开、闭不能过猛过快;避免使工作装置构件运动到极限位置产生强烈撞击 ; 没有冲击功能的液压设备不能用工作装置(如挖掘机的铲斗)猛烈冲击作业对象以达到破碎的目的。还有一个值得注意的问题 :操作手要保持稳定。因为每台设备操纵系统的自由间隙都有一定差异,连接部位的磨损程度不同因而其间隙也不同,发动机及液压系统出力的大小也不尽相同,这些因素赋予了设备的个性。只有使用该设备的操作手认真摸索,修正自己的操纵动作以适应设备的个性,经过*作业后,才能养成符合设备个性的良好操作习惯。一般机械行业坚持定人定机制度,这也是因素之一。
4.2 要注意气蚀和溢流噪声
作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音,如果液压泵出现“气蚀”噪声,经排气后不能消除,应查明原因排除故障后才能使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢,并伴有溢流阀溢流声响,应立即停机检修。
4.3 严格执行交接班制度
交班司机停放机械时,要保证接班司机检查时的安全和检查到准确的油位。系统是否渗漏、连接是否松动、活塞杆和液压胶管是否撞伤、液压泵的低压进油管连接是否可靠、油箱油位是否正确等,是接班司机对液压系统检查的重点。常压式油箱还要检查并清洁油箱通气孔,保持其畅通,以防气孔堵塞造成油箱真空,致使液压油泵吸油困难而损坏。
4.4 保持适宜的油温[page]
液压系统的工作温度一般控制在30~80℃之间为宜(危险温度≥100℃)。液压系统的油温过高会导致:油的粘度降低,容易引起泄漏,效率下降;润滑油膜强度降低,加速机械的磨损;生成碳化物和淤碴;油液氧化加速油质恶化;油封、高压胶管过早老化等。为了避免温度过高:不要*过载;注意散热器散热片不要被油污染,以防尘土附着影响散热效果;保持足够的油量以利于油的循环散热;炎热的夏季不要全天作业,要避开中午高温时间。油温过低时,油的粘度大,流动性差,阻力大,工作效率低;当油温低于20℃时,急转弯易损坏液压马达、阀、管道等。此时需要进行暖机运转,起动发动机,空载怠速运转3~5min后,以中速油门提高发动机转速,操纵手柄使工作装置的任何一个动作(如挖掘机张斗)限位置,保持3~5min使液压油通过溢流升温。如果油温更低则需要适当增加暖机运转时间。
4.5 液压油箱气压和油量的控制
压力式油箱在工作中要随时注意油箱气压,其压力必须保持在随机《使用说明书》规定的范围内。压力过低,油泵吸油不足易损坏,压力过高,会使液压系统漏油,容易造成低压油路爆管。对维修和换油后的设备,排尽系统中的空气后,要按随机《使用说明书》规定的检查油位状态,将机器停在平整的地方,发动机熄火15min后重新检查油位,必要时予以补充。
4.6 其他注意事项
作业中要防止飞落石块打击液压油缸、活塞杆、液压油管等部件。活塞杆上如果有小点击伤,要及时用油石将小点周围棱边磨去,以防破坏活塞杆的密封装置,在不漏油的情况下可继续使用。连续停机在24h以上的设备,在启动前,要向液压泵中注油,以防液压泵干磨而损坏。
5 定期保养注意事项
目前有的工程机械液压系统设置了智能装置,该装置对液压系统某些隐患有警示功能,但其监测范围和程度有一定的局限性,所以液压系统的检查保养应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合。
5.1 250h检查保养
检查滤清器滤网上的附着物,如金属粉末过多,往往标志着油泵磨损或油缸拉缸,对此,必须确诊并采取相应措施后才能开机。如发现滤网损坏、污垢积聚,要及时更换,必要时同时换油。
5.2 500h检查保养
不管滤芯状况如何均应更换,因为凭肉眼难以察觉滤芯的细小损坏情况,如果长时间高温作业还应适当提前更换滤芯。
5.3 1000h检查保养
清洗滤清器,更换滤芯,清洗液压油箱,更换液压油。*高温作业换油时间要适当提前。当然,如能通过油质检测分析来指导换油是的,但要注意延长使用的油,每隔100h应检测一次,以便及时发现并更换变质油。
5.4 7000h和10000h检查维护
液压系统需由专业人员检测,进行必要的调整和维修。根据实践,进口液压泵、液压马达工作10000h后必须大修,否则液压泵、马达因失修可能损坏,对液压系统是至命性的破坏。

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