液壓油的選用及液壓動力站的故障分析

液壓油是工業(yè)潤滑油中用量超大、應(yīng)用面超廣的品種。液壓油廣泛用于冶金、礦山、工程機械、汽車、飛機、運輸工具、機床及其它液壓動力站中。液壓油的需要量約1000萬噸/年，占工業(yè)潤滑油的一半。目前我國每年液壓油的用量約30萬噸，其中抗磨液壓油約4萬噸。在任何液壓動力站中，液壓油是一至關(guān)重要的組成部分。它的功能是：有效地傳遞能量、潤滑部件和作為一種散熱介質(zhì)。液壓動力站能否可靠、靈敏、準(zhǔn)確、有效而且經(jīng)濟地工作，與所選用的液壓油的品種及性能密切相關(guān)。因此，正確選用液壓油是確保液壓動力站正常和長期工作的前提。當(dāng)液壓動力站發(fā)生故障時，及時找出原因，采取正確的解決辦法是保護設(shè)備、避免造成重大損失的重要措施。

液壓油的選用

由于液壓傳動具有元件體積小、重量輕、傳動平穩(wěn)、工作可靠、操作方便、易于實現(xiàn)無級變速等優(yōu)點，因此在許多工業(yè)部門的傳動系統(tǒng)被采用。不同工業(yè)部門由于使用要求、操作條件、應(yīng)用環(huán)境的差異，所用的液壓傳動系統(tǒng)差別也很大。正確選用液壓油品種，確保液壓動力站長期平穩(wěn)、安全運行，是保證連續(xù)生產(chǎn)、節(jié)省材料消耗和提高經(jīng)濟效益的有效措施。

按國際標(biāo)準(zhǔn)化組織ISO 6743/4-1982“潤滑劑，工業(yè)潤滑油和有關(guān)產(chǎn)品分類(第4部分)H組液壓動力站，根據(jù)應(yīng)用場合不同分為：流體靜壓系統(tǒng)液壓油、液壓導(dǎo)軌油、難燃液壓油和流體液力系統(tǒng)四類。1999年ISO發(fā)布了ISO 6743-4：1999(E)分類，新增加了環(huán)境可接受的液壓油一類。我國于1987年發(fā)布了GB 7531.2-87液壓油分類標(biāo)準(zhǔn)，等效采用ISO6743/4-1982分類法。表1列出了ISO及我國液壓油的分類、代號及相應(yīng)產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。

根據(jù)不同的應(yīng)用場合應(yīng)選用不同類型的液壓油品種，加上液壓泵的類型、工作溫度和壓力、操作條件和周圍環(huán)境的不同，選用液壓油是一項細致并要求具備一定油品知識的工作。 據(jù)統(tǒng)計，液壓動力站運行的故障絕大部分是由于液壓油選用和使用不當(dāng)引起的，因此，正確選用和合理使用液壓油，對液壓設(shè)備運行的可靠性，延長系統(tǒng)和元件的使用壽命，保證設(shè)備安全，防止事故的發(fā)生著重要的意義。特別是液壓動力站朝著縮小體積、減輕重量、增大功率、提升效率、增加可靠性和環(huán)境友好的方向發(fā)展，正確選用液壓油顯得更為重要。

2.1液壓油的選用原則

一般液壓設(shè)備制造商在設(shè)備說明書或使用手冊中規(guī)定了該設(shè)備系統(tǒng)使用的液壓油品種、牌號和粘度級別，用戶首先應(yīng)根據(jù)設(shè)備制造商的推薦選用液壓油。但也會遇到許多場合，用戶所用系統(tǒng)的工況和使用環(huán)境與設(shè)備制造商所規(guī)定有一定的出入，需要自行選用液壓油。一般可根據(jù)下列原則來選用：

(1)無法確定系統(tǒng)應(yīng)選用什么類型液壓油。這要根據(jù)系統(tǒng)的工況和工作環(huán)境來確定。

(2)其次要確定系統(tǒng)應(yīng)選用什么粘度級別的液壓油。

(3)了解所選用液壓油的性能。

(4)了解產(chǎn)品的價格。

2.2液壓油品種的選擇

(1)根據(jù)液壓動力站的工作壓力和溫度選擇液壓油品種。

(2)根據(jù)液壓動力站的工作環(huán)境選擇液壓油品種。

(3)根據(jù)特殊性能要求選擇液壓油品種。

2.3液壓油粘度的選擇

選定合適的品種后，還要確定采用什么粘度級別的液壓油才能使液壓動力站在超佳狀態(tài)下工作。粘度選用過高雖然對潤滑性有利，但增加系統(tǒng)的阻力，壓力損失增大，造成功率損失增大，油溫上升，液壓動作不穩(wěn)，出現(xiàn)噪音。過高的粘度還會造成低溫啟動時吸油困難，甚至造成低溫啟動時中斷供油，發(fā)生設(shè)備故障。相反，當(dāng)液壓動力站粘度過低時，會增加液壓設(shè)備的內(nèi)、外泄漏，液壓動力站工作壓力不穩(wěn)，壓力降低，液壓工作部件不位到，嚴重時會導(dǎo)致泵磨損增加。

選用粘度級別首先要根據(jù)泵的類型決定，每種類型的泵都有它適用的超佳粘度范圍：葉片泵為25～68mm2/S，柱塞泵和齒輪泵都是30～115mm2/S。葉片泵的超小工作粘度不應(yīng)低于10mm2/S，而超大啟動粘度不應(yīng)大于700mm2/S。柱塞泵的超小工作粘度不應(yīng)低于8mm2/S，超大啟動粘度不應(yīng)大于1000mm2/S。齒輪泵要求粘度較大，超小工作粘度不應(yīng)低于20mm2/S，超大啟動粘度可達到2000mm2/S。

選用粘度級別還要考慮泵的工況，使用溫度和壓力高的液壓動力站要選用粘度較高的液壓油，可以獲得較好的潤滑性，相反，溫度和壓力較低，應(yīng)選用較低的粘度，這樣可節(jié)省能耗。此外，還應(yīng)考慮液壓油在系統(tǒng)超低溫度下的工作粘度不應(yīng)大于泵的超大粘度。表3列出了各種泵在不同壓力和溫度下的粘度選擇。

液壓動力站的故障分析

隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓動力站在各工業(yè)部門的應(yīng)用日益廣泛。因此確保液壓動力站的正常動作，增加工作的可靠性非常重要，正確選用液壓油的品種和粘度是保證系統(tǒng)長期、可靠工作的首要條件。另一方面，當(dāng)液壓動力站發(fā)生故障時能夠迅速的找到原因和有效的解決也十分重要。液壓設(shè)備系由機械、液壓、電氣及儀表等裝置組合而成，因此在分析液壓動力站的故障時必須先了解整個液壓動力站的傳動原理、結(jié)構(gòu)特點和元件及材料配置情況。由于液壓動力站是密封帶壓系統(tǒng)，管路中油液的流動情況，液壓元件內(nèi)部的零件動作和密封是否損壞都不易觀察到，因此分析故障的原因和判斷故障的部位都比較困難。

液壓動力站發(fā)生故障的原因很多，歸納起來有三方面：一是設(shè)備的機械故障，這包括液壓動力站設(shè)計不合理，安裝間隙不正確，液壓元件質(zhì)量問題，密封件選用不當(dāng)?shù)龋蛇@些問題引起的液壓動力站故障一般與液壓油沒有關(guān)系。二是操作失誤造成液壓動力站故障，這是指液壓動力站在正常運轉(zhuǎn)時由于操作人員操作不當(dāng)而造成，如錯誤開閉閥門，突然中斷電源，操作溫度或壓力過高，補油時加錯油品，油箱油面過高或過低，不及時從油箱底部放出分離的水等。由于操作失誤造成的液壓動力站故障，都不是液壓油質(zhì)量問題造成，大都不涉及液壓油，但有些則從液壓油的質(zhì)量變化可以反映出來。三是由于液壓油的質(zhì)量造成液壓動力站故障，這大多是由于選油不當(dāng)或使用了不合格的油品的所致，也可能液壓油使用時間過長，不及時更換新油所造成。本文僅從液壓油的品質(zhì)及使用中出現(xiàn)的問題對液壓動力站的故障進行分析。3.1液壓油系統(tǒng)油溫過高自動停機3.2液壓動力站壓力不穩(wěn)或不足3.3液壓動力站進水的影響3.4液壓油中混入空氣的影響3.5液壓動力站的顆粒污染3.6液壓動力站中混入其它油品液壓油的更換和液壓動力站的清洗液壓油在使用中一定發(fā)會生變質(zhì)，繼續(xù)使用變了質(zhì)的液壓油會造成液壓動力站工作不正常，零部件磨損和腐蝕，嚴重時會造成重大事故。反之，若液壓油還沒有變質(zhì)就更換，不但造成浪費，而且還需停機換油，增加不必要的開支。因此，在使用中了解液壓油的質(zhì)量狀況，在它發(fā)生明顯變質(zhì)時及時更換，是保護設(shè)備、降低成本的一項重要手段。液壓油的變質(zhì)包括油品組成和性質(zhì)的變化，主要是液壓油的氧化變質(zhì)、輕質(zhì)餾分的揮發(fā)、添加劑損耗和油品污染等，所有這些都會使液壓油的性能發(fā)生變化，影響正常使用。

為了能正確掌握使用中油品的更換時間，我國制定了各類常用潤滑油換油指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)及行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。