露天矿工程机械液压系统污染控制

发表时间:2021/8/11   来源:《科学与技术》2021年第29卷3月第9期   作者:高晓东
[导读] 露天矿汽车液压系统是采矿生产中常见的运输设备,矿用车液压系统故障又是其常见的
       高晓东
       准格尔能源有限责任公司设备维修中心内蒙古鄂尔多斯市013000
       摘要:露天矿汽车液压系统是采矿生产中常见的运输设备,矿用车液压系统故障又是其常见的故障。液压系统中各元件和工作液体都是在封闭油路内工作,而且一般故障根源有许多种可能,这给液压系统故障诊断带来一定困难。
       关键词:液压系统;污染;控制
       通过分析露天矿汽车液压系统污染原因,提出控制污染的防范措施。进而减少液压系统故障,延长液压元件的使用寿命,提高液压系统可靠性。
       一、污染物的分类及危害性
       1、固体颗粒。固体颗粒是自卸车液压系统中最常见的一类污染物,它包括元件加工、装配过程中的残留金属切屑、氧化皮、橡胶碎片、焊渣和砂粒等。由于维修、装配、加油过程中外界浸入的尘埃等杂质,系统工作过程中的磨屑、锈钝剥落物、断裂的碎片,老化过程中的橡胶物,紧固松劲后小螺钉、螺母、垫片等。还有油液氧化和分解产生的沉淀物。固体颗粒浸入液压系统的危害是多方面的,可导致双联泵、转向缸、举升缸、刹车活塞等元件出现早期损坏现象、导致阀内的冲击疲劳而过早损坏。加大检修成本、增加工人劳动强度,大大影响了设备的实动率。
       2、水。水对液压系统的最大危害是腐蚀金属表面,同时水减少液压油的粘度。此外水加速液压油的氧化变质,并且与油液中某些添加剂作用产生粘性胶质和乳化,导致阀芯的粘滞和滤清器滤芯的堵塞。
       3、空气。由于液压系统中泵的吸空,接头的泄漏,蓄能器中氮气的泄漏使大量的气体混入系统中,降低了油液的体积弹性模量,使系统失去钢性和响应特性,并引起气蚀,尤其是对泵的损坏最严重。
       4、污染能量。自卸车的液压系统中的热能、静电等能往往对系统产生较大的危害,因为导致系统过热的原因是多方面的,如果系统内过高的热能使温度超过规定的限度,降低了油液粘度,内泄增加将加剧阀件磨损、胶管的老化,导致外泄等一系列故障的发生。过高的温度可以使油液分解变质,液压油的外泄可能导致火灾事故的发生。
       二、防止污染物侵入系统和液压油的选择
       设计密封良好的油箱,选用过滤性能良好空气滤清器,安装系统时注意清除元件及管路杂质,油缸采用良好防尘密封,注入系统的新油经过严格过滤,并用专用的油脂车加注油脂,这些是防止污染物侵入系统的措施。
       1、液压系统油液的过滤净化。吸油过滤器,管路过滤器和回油过滤器完成
       油液过滤净化,选用过滤器要注意: ( 1) 吸油口过滤器应该选用过滤精度低,通流能力大的过滤器,流通能力差的吸油过滤器容易造成空穴,吸油过滤器用于阻挡大颗粒污染物进入液压泵,防止悬浮于油液的气泡进入系统。 ( 2) 管路过滤器一般安装在比较重要的元件上游,过滤精度要高于元件摩擦副配合间隙,伺服系统管路过滤器不要用旁路单向阀,滤芯耐压力要高。( 3) 回油过滤器耐压低,在活塞杆较粗的系统,流过过滤器的流量要大于泵流量,选用过滤器流量要注意,过滤器流量要大于泵流量与油缸活塞前后腔面积比的乘积。 ( 4) 过滤器流量的选择: 适当加大过滤器流量会延长过滤器寿命。 ( 5) 过滤器精度的选择: 在选择系统的主要过滤器,例如管路过滤器,过滤器应该能够清除液压元件运动副动态油膜厚度的颗粒,因为这种尺寸的颗粒一旦进入到运动副的间隙内,将引起元件表面磨损,并使间隙增大,从而使尺寸较大的颗粒进入间隙,进一步加大磨损,造成液压元件严重磨损的“链式反应,能快速导致液压元件的失效。液压系统污染控制主要是针对固体颗粒,液压系统污染源还包括水和空气,危害同样不可忽视。在液压系统中,液压油起着能量传递、系统润滑、防腐、防锈、冷却等作用,液压系统能否有效地工作,与所选用的液压油的品种及粘度密切相关。因此,了解液压油性能并正确选用是非常必要的。
       2、液压油代号、组成和特性。HL 通用机床油,具有防锈、抗氧化性能的精制矿物润滑油。

HM 抗磨液压油,具有防锈抗氧化、抗磨性能的精制矿物润滑油。HV 低温液压油,具有防锈、抗氧化、抗磨性能,加增粘剂的精制矿物润滑油。HG 液压导轨油,具有防锈抗氧化、抗磨和抗粘滑性的精制矿物润滑油。HS 合成烃低温液压油,具有防锈抗氧化、抗磨性能的合成烃油。
        3、液压油品种的选择。(1) 根据液压系统的工作压力选择。不同的工作压力对液压油品质的要求也不同,系统工作压力的增加,要求液压油的抗磨性、抗氧化性、抗泡性以及抗乳化等性能也要提高。同时,为防止压力的增加而引起泄露,液压油粘度也要相应的增加; 反之,则选低粘度液压油。(2) 根据使用环境温度选择。在环境温度高或靠近热源的机械,应优先选用粘温性高的油品或难燃性油品。在工作条件恶劣的场合,为保证系统的安全可靠,要选用粘温特性、热稳定性、润滑性以及防锈蚀等性能好的油液。( 3) 根据密封材料选择。液压装置的密封件材质与系统所使用的油液相容,否则密封件在会出现膨胀、收缩、侵蚀、溶解等现象,造成系统性能下降,如 HM 抗磨液压油与天然橡胶、丁基橡胶、乙烯橡胶、硅橡胶等相容性较差。
        三、露天矿汽车液压系统污染控制
       对于矿山使用的自卸车来讲,对污染的测定不同于固定设备,矿用自卸车始终处于一个动态的运行环境之中,造成污染的原因也是多方面的。
       1、对液压油的测定。在添加液压油之前需进行污染度的测定。其中最常见的是光谱分析法。一般露天矿汽车液压系统的液压油使用 2000 小时就应定期更换。同时每隔 250 小时就应取一次油样,进行污染度的检测。要严格取样程序和化验程序,确保化验结果的准确性,防止二次污染。
       2、故障分析测定。光谱分析只能对微小颗粒或油液进行测定,对于液压系统大颗粒的污染可以通过对故障现象的分析进行测定。如切滤芯观察,拆滤网检查,清理油箱检查,阀件失效分析等。通过这种方法比较直接和准确,同时能准确找出解决问题的方法。
       3、液压系统的污染控制。根据自卸车的使用特点,有针对性的进行污染控制是十分必要的,通过严格执行检修标准及液压系统检修技术规范是可以解决污染问题的。控制液压系统的污染可采取以下方面措施:(1)强化培训。使有关人员充分认识到污染对液压系统的危害性,加强有关人员的工作责任心,确保在检修及保养过程中按照正确的方法进行操作,可以大大减少系统污染。(2)在液压油的运输、加油及存放过程中确保油枪、加油口、油车、油桶的清洁至关重要。(3)更换阀件及液压管路时应确保赃物不被带入系统中。(4)重点对吸油、回油和高压滤清器进行维护,并定期更换。在发生液压系统故障后怀疑是油液问题时,应更换有关滤清器的滤芯。(5)液压系统应定期进行清洗。如换油及大修时应彻底清洗液压系统,第一遍可以用高压水,然后用液压油清洗。清洗后要放净清洗液,重新加入新液压油。(6)拆检及清洗液压元件必须在没有灰尘的专用的清洗间内,液压元件必须用洁净的溶剂油清洗,然后用高压空气清吹。
       装配后的系统冲洗对新投入使用的液压系统是绝对必要的,任何抱有侥幸心理而放弃清洗都会对设备带来严重的磨损。经过严格的冲洗后,可以减少和避免系统调试和早期运行中的故障,缩短系统的调试周期,减少不必要的损失。但是,系统的污染控制是一个不断进行的过程,不可能一劳永逸,在系统的运行期间还要定期检测和分析油液状态,并控制污染物使其保证在系统允许的清洁度范围内。   
       参考文献:
       [1] 王福山.液压齿轮泵出厂试验台油液污染控制研究液压与气动[J].矿业学院学报,2019.
       [2] 彭佑多,郭迎福.矿山液压设备中液压马达的污染磨损分析与抗磨设计[J].矿山机械,2017.
       [3] 李宇林.固体颗粒污染对液压系统的危害机理分析[J].高等专科学校学报,2018.
       [4] 刘混举.煤矿机械液压和润滑系统目标清洁度的分析与研究[J].广西矿业学院学报,2019.
       
      
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