液壓介質的清潔度對液壓機床保證工作性能，可靠性及壽命有著重要意義。一些資料表明液壓系統70%以上的故障是由于液壓介質不符合技術要求引起的。油液被污染，泄漏及選用不當這三項費用共占液壓系統維修費的80%。而其中以污染為首。因對液壓機床說，控制油液的污染，保證油液的清潔度是一個重要工作。
油液污染物的生成除了油液在煉制，制備，運輸和儲存過程中受到污染外，還有其他三大途徑。
一．液壓系統在制造和裝配中存在的污染物。
二．使用過程中由外界侵入的污染物。
三．系統內部液壓元件磨損和液壓油變質產生的污染物。
它們之間在有些地方并無明顯的區分點，物理，化學的復合污染相互影響，形成惡性循環，從而促使液壓系統的工作性能，可靠性惡化，使用壽命減少。
下面簡單說一下三大類型污染及對系統性能的影響。
一．液壓系統在制造和裝配中存在的污染物。
它主要包括鐵屑，水銹，鑄砂，焊渣，涂料，油漆皮，裝配前使用的液體（清洗劑，防銹油），灰塵，棉紗等。它主要由一些較大的顆粒組成。在系統中它助長磨損，劃傷重要元件表面，卡住閥芯，從而使元件受到不可恢復的損壞，使系統部性能惡化，出現間隙特性，不合理特性及不明原因故障，造成機床短期故障或無法接受的性能。這種污染物顆粒是磨損催化劑，因為它們產生的磨屑在通過泵后被破碎成更小的磨粒，形成“磨損鏈鎖反應”。一個顆粒每通過系統一次，它停留在能引起不可恢復損壞的概率就會增加。因此必須迅速有效從系統中清除，對系統進行沖洗的目的是為了消除和減少早期運轉中的故障。
二．在使用過程中由外界環境侵入的污染物。
它主要指的是通過油箱通氣孔和加油口，活塞防塵裝置和液壓元件及管道拆卸口進入系統的水份和灰塵。它們進入系統內部會對液壓系統敏感元件造成加速磨損，影響系統性能的作用。混入的空氣和水，能降低油的潤滑性，加速油液的變質。
混入系統的空氣量與液體的壓力成正比，它降低了介質的容積模量，便系統出現壓力不穩定現象及滯后現象，引起工作機構的誤動作及不可靠性及不可控性。空氣存在在液體中有二種類型：溶解與懸浮。在室溫及大氣壓力下，石油基液壓油大約能吸收9%體積的空氣。在大氣壓下空氣的飽和的液體在真空中將成為過飽和液體，此時液體將釋放出空氣，產生噪聲。以氣泡或氣團存在的懸浮狀空氣，它們改變了系統特性，引起油泵氣穴，噪聲，潤滑性下降和磨損，功率消耗增大，氣體性氧化，溫升和系統剛性不足等。
系統中的水呈現游離狀態或溶解狀態。游離的水以分層或油乳化的形式出現，作為液壓油中的污垢水會產生氧化物顆粒，瀝青質和樹脂質。水在液體中最明顯的作用是腐蝕和生銹。其生成物進一步污染系統，它破壞各種添加劑，最終生成腐蝕金屬表面的酸。當系統被水和臟物二者污染產生復合時，把被顆粒劃傷的清潔表面腐蝕，結果連續地加速了這一過程。水在冰點以下結冰也會造成閥門和伺服機構卡住和堵死，濾油器堵塞，使系統動作異常。它同砂粒，金屬屑或其它顆粒的影響是一致的。
三．系統內部液壓元件磨損和液壓油的變質而產生的污染物。
它是一個復雜的物理化學過程，有時還有微生物的復合作用。它們相輔相成，相互影響，從而形成惡性循環，惡化系統的工作性能。
1． 磨損。
主要是指在工作過程中由于液壓元件內部磨擦面之間不停地產生固體顆粒。其大小一般為0。5-20μm左右不等。這些顆粒進入運動副間隙后相當于研磨劑，加速磨損運動表面。磨損了的閥類元件重要運動表面會導致系統靜態和動態性能變化，甚至工作性能不穩定，并且它們很難發現。
磨損包括工作在工作時的正常磨損及異常磨損。如粘連，磨料磨損，切消磨損，腐蝕磨損及疲勞磨損等。還有僅在流體中特有的沖蝕和氣蝕。
沖蝕：固體顆粒，液體或氣體以很高的速度撞擊固體表面，便材料產生疲勞而磨損。在彎道處的沖蝕磨損比直道要大幾十倍之多。
氣蝕：由于液體流動方式的變化或固體表面的振動使液體內部壓強發生變化，當壓強下降低于液體的蒸汽壓時就可能導致溶解于液體中的氣體形成核，并長大到一穩定尺寸，并隨之流動。當氣泡核到達高壓區時就變得不穩定而破裂。由于氣泡破裂而引起壓強猛烈變化并向周圍液體對稱發出振動波。當含有一連串載有氣泡的液體向固體表面撞擊時，氣泡在撞擊表面發生破裂，引起固體局部變形和磨損表層，使固體表面粗糙化，損壞元件產生污染。
2． 密封件損壞
由于密封槽不符合規定和固體表面粗糙度不符合規定，使運動部件固體表面層油膜層被破壞，引起磨損和撕裂密封材料。經驗表明顯示當粗糙度為0。4μm時，此粗糙度下一些微小凹坑內積聚潤滑油，可備啟動時發揮作用。粗糙度太高和太低均不太適宜。
當油液中混有空氣時會產生氣泡型和柴油機效應損壞密封件，使密封材料出現破損，碳化或燒壞。既污染了油液，引起泄漏，又引起了系統不可靠。
3． 液壓油變質
由于液壓油變質產生的異物，使流體元件之間很小的間隙以及節流小孔和縫隙卡死或堵塞，它破壞了相對運動元件之間的油膜層，引起了系統動靜態特性不穩定，工作失靈。它主要有以下幾種。
1） 氧化：油液除了自然氣化外，還會由于油溫高，水，空氣的混入而加快氧化。
油液中混有空氣有二大危害。一為直接加快氧化，生成酸性化合物沉淀 ，腐蝕金屬。二是高壓時空氣壓縮發生高溫壓爆，使局部溫度更高，引塌局部油液碳化。
混入的水使油變質，產生淡褐色乳化物，降低油液粘度，增加腐蝕性。油液中少量的活性氯化物，碳化物及低分子溶性有機酸對油對金屬均有腐蝕作用，使油質變壞。
2） 油溫太高：油溫太高使油液分子聚化或聚化產生樹脂，瀝青，焦油等黑褐色膠化物。它對系統各種控制閥危害極大，它堵塞過濾器，閥，泵，馬達，使節流口堵塞，閥芯粘著，運動遲鈍或誤動作。并且這種化學反應速度隨溫度的升高而加快。資料表明，每當溫度增加8度，油液的壽命減少一半。因此油液的工作溫度限止于65度以下。
3） 可溶性反應：主要是同密封材料反應。它有二種現象。一是使密封材料產生溶脹，軟化。二是使密封材料硬化。兩者均使液壓油性能變壞，密封材料失效，造成匯漏形成故障。
4） “剪切”：當油液通過小孔和縫隙時，受機械“剪切”，使高分子聚合物分子鏈斷鏈，它改變了油液的性能，降低了粘溫特性，引起了油液粘度永久性降低，失去了潤滑性，并會導致極化分子產生，引起堵塞現象。
總之，關于系統內部元件磨損和液壓油變質污染，是一個十分復雜的機制，有些地方還不十分明確。但是液壓元件的機械磨損同液壓油的化學變質，兩者相互影響，產生惡性循環，從而影響系統的整體可靠性及使用壽命。
因此，為了減少液壓系統的故障率，增強系統的可靠性及使用壽命，必須加強對液壓污染的控制，排除早期污染物，限止污染物的侵入和生成，根據實際使用情況合理選用所便用的液壓介質及所用密封材料，控制液壓油溫升，嚴禁兩種油液混用，定期檢查過濾裝置，觀察油液是否變質，并按規定換油和清洗，便系統保證在較佳的工作狀態，從而獲得必要的工作性能和工作精度，便機床更好地用于生產服務中去。
發表于 2012-5-14 08:03:45
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