电液伺服系统的油液污染控制

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摘要：介绍了电液伺服系统中液压油污染的形成和控制。

关键词：电液伺污染控制

1 前言

液压油的污染是液压系统的敌人，控制污染能保证系统的性能并大大减少液压系统的事故。对电液伺服系统来说，由于精密电液伺服阀的使用，对油的清洁度提出了更高的要求，为此，对油的污染控制更显重要。本文对液压油的污染形成、危害以及如何控制污染进行一些分析和论述，希望对建设和使用液压系统的用户有所启示。

2 液压油污染的形态

液压油的污染物有固体、液体和气体3种形态。液体和气体的污染只要系统设计优良，并且将合格牌号的液压油按规程注入系统内，相对而言不易形成污染，本文限于篇幅，不作详细探讨。以下主要讨论的是液压油中不溶解的固体一沙砾、灰、金属颗粒、织物纤维等所形成的污染。

3 液压油污染的来源

液压油的污染有多种来源，但它们的形成可以大致归结为3种情况，制造和生产过程中的污染、再生污染和外部引入的污染。

3．1 制造和生产过程中的污染

制造和生产过程中产生的污染是液压油固体污染的最大来源，包括铸造的沙砾、焊接的溅出物、金属碎片、纺织品纤维、磨削的灰尘等。管件和铁的块件的氧化皮也有可能在热处理和锻打后保留下来，进入油中。

3．2再生污染

再生污染是指已有系统由于存在轻重不同的污染，致使系统因部件加速磨损产生新的污染。

3．3外部引入的污染

外部污染往往是注入的新油本身存在的污染，它的清洁度尚不能满足系统的要求。空气中的尘粒也可能通过空气过滤器进入油箱。在清洗和保养时，纺织品纤维也有可能进入油路系统。

4 污染对系统的危害

液压系统的很多部件对污染都很敏感，污染的油液能加快泵和伺服阀磨损，也会引起电磁阀、滑阀的粘连和通道的堵塞。污染的物质还有可能集合成一种油泥或形成一种酸，腐蚀阀口。以上隋况都会大大降低液压系统的性能和工作的可靠性。

如果污染油存在小沙砾，就有可能在系统里划伤部件。液压元件的划伤将增加泵、阀和执行器的漏损并降低工作效率，同时也会加速部件的磨损。在液压伺服系统里，对加工精度极其严格的伺服阀来说，由于污染引起的划伤还会对系统的精度和稳定性发生影响，对电液伺服系统来说，污染油中有较大尺寸颗粒是很危险的。在极端情况下，会引起系统突然失控，造成事故，如果液压系统控制着更多的设备，那么引起的危险和损失就是综合性的。

不论污染出自何处，只要他们形成，就有迅速加剧的可能。加剧的磨损，又形成了新的再生污染，整个系统进入一个恶性循环的污染周期，如不加以控制，污染就会成倍的加剧。所以液压系统从开始就必须是一个很清洁的系统，并且要努力保持系统长期的干净，避免进入恶性循环的污染周期。

5 液压油清洁度的检测和滤芯的更换

液压油清洁度的检测也就是油污染度的检测，一般采用颗粒记数的方法。传统的方法是使100mL，的样品油通过一个多孔的薄膜过滤器，过滤器上标有筛格，计数一格内的颗粒，并重复计数其他格子的颗粒，然后对照分类表，就可以确定油的清洁度了。

目前电脑污染度控制仪可以更方便地进行测量，方法是将吸油探管放入采样油中(或直接放入系统采样点)，数分钟后测量仪即可将颗粒的大小、个数、分布和清洁度的等级显示并打印出来。

系统在进行了初步过滤循环后，污染程度有所好转，在达到系统制造商所要求油的清洁度标准后，系统就可以运行了。如果检测的污染程度不见好转，或达不到制造商所提出的要求，那么就考虑过滤器的选择是否得当，或过滤器是否存在质量问题。在系统工作一段时间后，污染程度从开始状态有所上升，这就得考虑是否需要更换过滤器(或滤芯)了。

工作一段时间的过滤器，滤芯的筛孔集聚了很多污染物，一些筛孔堵塞，另一些筛孔就必须通过更多的流量，从而增加了过滤器的压差，这样又会将原先的污染颗粒冲下，重又进入系统中去。为此，过滤器的压差到达一定程度时，滤芯就有必要更换了。

6 过滤器选择的一些考虑

(1)在确定液压系统的清洁度标准时，首先要认真研究一下系统的特性和可靠性的要求。大部分精密的液压部件有一定的清洁度要求，一般来说，要一个好的频率响应和可靠性要求又较高的系统，就需要一个好的清洁度系统。一般的液压系统采用25μ的过滤器就能工作的很好，但伺服系统为了能得到更好的性能和稳定性，则要求更高的清洁度，一般推荐10μ或更好的过滤器，油液的清洁度希望优于7级。

在系统不超过40L∕min流量情况下，所有的伺服阀应该有流量大于40L∕min，精度等于或低于10μ的过滤器保护。在系统流量更大的情况下，上述方法可能不太实际，那么可以在系统油源中采用5μ的过滤器不间断地滤油，每小时能将所有的油过滤一次。

(2)使用比实际需要大的过滤器。过滤器流过比它额定值小的流量，则过滤器较小的压力差将能使更多的污染颗粒过滤，液压油得到更好的清洁度。

(3)将多个过滤器并联比串联好，因为并联的每个过滤器的流量减小了很多，从而提高了系统的清洁度。

7 保持液压系统液压油清洁的一些措施

(1)尽量使用无缝钢管，而不是有缝焊钢管。因为无缝焊钢管比较清洁，管道之间的连接尽量避免螺纹连接。

(2)尽量减少软管。因为软管在频繁弯曲时，内壁橡胶颗粒有可能脱落，形成很严重的污染。如果非得使用软管，尽可能使用泰氟隆或氟氟隆衬里的橡胶软管。

(3)在过滤器上提供一个压力检测器用以显示堵塞程度，并进行声光报警，作为更换滤芯的依据。有的过滤器还提供一个压差开关，用以在过滤器极度堵塞时提供信号或保护。

(4)在有尘埃的特别恶劣的环境中，油箱可以采用一种充压油箱，可以防止湿气和灰尘进入油箱。

(5)焊接的油箱、管道的内壁、铸件、螺纹、弯头等都是污染物的重要根源。安装系统前彻底清洁上述物件。去掉油箱、所有的管道和部件的飞边、毛刺和沙砾，并且用汽油进行清洗，再用清洁的不易掉纤维的棉织物擦抹油箱、管道和部件的内外表面，有条件的话，用系统所有的新液压油冲洗油箱、管子和部件。

(6)密封所有清洁过的管子和部件，除非马上使用它们。

(7)新油最好通过过滤器(5μ)的滤油车注入油箱。之后将硬管、软管直接连通(跳开伺服阀和其他液压部件)，然后开启系统，液压伺服系统，在过滤清洗过程中使用5μ的过滤器，应该更换几次滤芯。

(8)定期(按制造规定)对油样进行清洁度的检测，在更换液压部件或检修油路时使油路敞开，应在完成任务，重新开机前，将油过滤，并且检测油的清洁度，在合格后再运行系统。