浅谈液压系统油液的保养

前言

油液在液压系统运行时，会出现温度升高，在正常情况下，有冷却系统的维持，油液温度升高的数值是在设定范围内的，是可控的。由于管理不善，油液温度出现不可控现象，油液温升速度过快、油温数值超出设定的范围、油温在短时间内时高时低；油液清洁度快速劣化，颗粒含量超标、水分超标、粘度下降快、乳化等现象，致使液压系统故障频发，严重影响液压系统稳定运行。本文浅析液压系统油液温度异常和清洁度异常的原因和异常导致的后果。针对异常的原因，制定防止油液温度异常以及清洁度不达标的措施。

一、液压系统油液温度异常的原因和温度异常对液压系统的影响

液压系统油液在系统运行中出现温度升高是不可避免的，通过设计循环降温系统，辅助系统油液降温，使液压系统油液温度可控。但是，在一些异常情况下，液压系统油液出现不可控现象： ① .液压系统的循环系统出现故障，不能对液压系统的油液进行冷却循环，如冷却器没有开通冷却水或者冷却水流量不足。冷却器超期使用，内部结垢影响冷却效果。控制冷却水的电磁阀出现故障无法开启。进入冷却器的油路旁通管路被打开，油液没有经过冷却器直接回到油箱。循环泵出现故障无法工作等。② .液压系统设计缺陷，油路过长拐角多，油液与油管内壁摩擦发热。油管内径不足导致管内的油液流速过快，摩擦发热。系统油箱容积小，内部油液少，热容量小，循环冷却系统设计与液压系统系统不匹配。液压系统压力设计过高，油液在工作过程中温升大。液压系统附近有热源。 ③ .液压系统超负荷运行，系统的压力和流量超出设计值，内泄量加大，油液流经各元件时的能量损失增加，机械能转化为热能，使油液温度迅速升高。油液超期使用，油液劣化。未定期更换滤芯，系统的过滤器堵塞。冷却系统的电磁水阀频繁启停，导致液压系统油温波动频繁。 ④ .系统保护装置溢流阀压力设定不合理，溢流阀压力设定值低于主泵压力设定值，致使溢流阀长期溢流，导致油温升高。

油液异常升高会降低黏度，增加内泄，影响执行元件精度和力量。高温使密封件性能下降，导致外泄。内泄还会加速油液流速，产生紊流和气泡，气泡破裂引发高温，缩短油液和元件寿命，增加故障频率。

二、控制液压系统油液温度的措施

严格、精准地控制液压系统油液的温度是液压系统维保至关重要的工作。 ,D. .液压系统设计要合理，根据液压系统的工况设计液压系统的油箱大小，考虑系统中油缸、蓄能器、冷却器、泵、管路等所有元件内部容积总量，油箱容积应能容纳系统中油液的最大体积变化，同时保证在系统工作过程中油液不会溢出油箱，油箱中应留有一定的空间作为油液的膨胀余地，一般取油箱容积的 10%～15% 。

设计匹配的循环冷却系统，计算液压系统的总发热量Q，包括液压泵的功率损失、溢流阀的溢流损失等产生的热量。然后根据油箱的散热面积 A 和散热系数 k，以及允许的油温升高值△T，通过公式 Q=kAΔT 来计算冷却系统功率。设计合理的管路，应尽量避免系统油管管路过长、拐角多等耗费能量的因素。合理设定液压系统压力，避免超负荷运行。溢流阀压力设定要合理，溢流阀压力设定为系统正常工作压力加一定的余量，以应对可能出现的瞬间压力波动或负载变化，通常余量在 10%-20%

油温偏高时需检查系统内泄和冷却介质温度，必要时加大冷却器面积和循环泵功率。定期更换滤芯确保油液畅通，安装油温检测仪器与保护装置联锁，异常时及时报警并启动保护。建立油液管理台账跟踪油温变化，改进电磁水阀控制方式以保持油温恒定。定期清洗或更换冷却器，保证冷却效果。

三、液压系统油液清洁度劣化的原因和清洁度劣化对液压系统的影响

液压系统多数故障由油液问题引起，主要包括污染、黏度不合适和氧化变质。油液污染是主要故障原因，颗粒物会磨损元件和堵塞孔道。油液氧化降低润滑性能并产生腐蚀性物质。泄漏会导致压力不足和流量不稳定。确保油液质量对系统运行至关重要。

液压系统油液的污染可分为外部进入的污染物和内部产生的污染物。 ① .外部进入的污染物是指通过油箱的空气呼吸孔进入，有灰尘颗粒、水分、棉絮等；冷却器损坏也可能会导致冷却介质进入液压系统内部；油箱液位不足时补加油液时，未按标准使用滤油机补加油箱油液，也可能把外部的污染物带进系统内部；在设备维修过程中，通过油管接头、元件油口等部位进入。新的液压元件或管道在安装前未进行彻底清洗，会残留一些加工毛刺、铁屑、砂粒、油污等污染物。②.内部产生的污染物是指液压元件如泵、马达、液压缸液压阀等元件在工作过程中，相对运动部件之间的磨损会产生金属屑、粉末等颗粒。油液在高温、高压和与空气接触的条件下发生氧化反应，生成油泥、漆膜等氧化产物。长期使用的油液在高温、高压及各种添加剂作用下，会发生降解，产生一些胶质、沥青质等物质。 ③ .油液混用，液压系统介质变换是油液混用的主要污染源。由于液压系统元件多，管路长，在更换液压介质时，残留的旧介质与新介质发生化学反应产生的沉淀物。用于密封的密封件材质选用不正确，在使用过程中，密封件与液压介质发生化学反应等。

四、保持液压系统油液清洁度的方法

保持油液的清洁是一项持续性的且非常重要的工作，清洁的液压介质，有效避免大部分液压系统的故障，延长油液元件的使用寿命，进而降低设备成本。

杜绝外部杂质进入系统。定期更换油箱空气呼吸孔滤芯，避免水分进入油箱。在日常维保液压系统时，注意标准化作业，拆开的油口、管口要做好防尘措施。系统用油在运输、存放和使用过程都必须严格做好防污染措施，补油要正确使用滤油设备，滤油设备的过滤精度必须高于液压系统的过滤精度。新系统投入使用前，必须要对系统进行循环清洗，循环清洗的过程中要定期监测系统的清洁度，直到达标为止。合理调节循环系统，其压力应稍高于循环冷却水的压力，避免冷却器穿漏时，冷却水倒灌进入液压系统。备用液压元件应存放在清洁、干燥通风，温度在 0℃—40℃之间的场所，保证液压元件使用前的清洁度。

严禁油液混用，不同的厂家生产出的相同牌号的液压油，其成分往往有所不同，混用后会发生化学反应产生沉淀污染物质。更换液压系统油液时，必须把系统中的旧油液完全清理，加注油液前要对系统进行循环清洗，确保液压系统在清洁的状态下加注新油液。

选用与油液相适应的密封件，避免两者之间产生化学反应导致油液收到污染，经实验，氟橡胶材质的密封件能适应抗磨液压油、高水基液、油包水乳化液、水乙二醇、磷酸酯合成液等液压油，其温度适应性也能在﹣20℃—230℃之间，是综合性质较好的材质，在使用过程中不易产生污染物。

定期监测油液，更换滤芯，标准化维护液压系统。合理调节系统压力，避免高负荷运行，选用适中黏度的液压油以减少磨损。严格控制油液温度，防止高温或温差过大产生沉淀物。

五、结语

总之，采用先进的技术和科学的管理，保证液压系统油液的清洁，控制液压系统油液的温度，是减少液压系统故障的重要环节。控制好油液温度和清洁度，两者之间可形成良性循环，进而避免了大部分的油液问题，减少工人的劳动强度，降低设备成本。

参考文献：

[1] 油液设备故障诊断与监测实用技术，机械工业出版社，黄志坚、袁周等编著。

[2] 油液气动手册 第 2 版，刘新德主编

通讯作者：聂炎湘（宝武集团）