制桶設備液壓與氣壓傳動系統的使用與維護(9)
楊文亮
第五章 制桶設備液壓系統的保養與維護
三、液壓油的使用與維護
液壓系統的故障至少有75%是由于液壓油的污染所造成的。液壓油的污染將使液壓系統的性能不穩定、元件損壞和性能劣化、降低液壓系統工作可靠性和壽命、耗費油液、造成經濟損失等。因此，了解與研究油液污染的原因，對油液污染加以控制是十分必要的。
1、液壓系統對液壓油的要求
（1）黏度要適當：黏度是液壓油的重要指標，黏度過大，各部件運動阻力增加，黏性摩擦損失增加，溫升快，甚至可能引起汽蝕或卡死現象；黏度小，會使泄漏增大，容積效率降低，并使油膜支承能力下降而導致摩擦副之間產生干摩擦。
（2）黏溫性能好：由于液壓系統在工作過程中存在能量損失，所以將使油溫升高。若液壓油的黏溫性能差，將會使其黏度顯著下降，從而引起潤滑不良、泄漏增加，并影響工作精度，特別是冬季在室外工作的設備，如果黏溫性能差，將會在啟動時因黏度大而影響啟動。所以要求在工作溫度變化范圍內，液壓油的黏度變化范圍要小。
（3）防銹性能好：液壓元件的各種金屬零件，在工作介質中混入的水分和空氣的作用下，精加工表面會發生銹蝕。如果液壓油的防銹性能不好，將會降低零件的使用壽命，銹蝕顆粒落入油中在系統內循環，還會產生磨損和引起故障，并因其催化作用將促使液壓油進一步氧化，引起元件腐蝕，講一步影響閥類元件正常工作。所以要求液壓油具有阻止與其接觸的金屬元件產生銹蝕的能力。
（4）抗氧化性能好：液壓系統工作時，隨著油溫逐漸升高，油愈來愈容易氧化變質，特別在高溫工作條件下，氧化速度很快。據統計，在60℃以上時，溫度每增加10℃，油的氧化進度要增加一倍。油若氧化，會生成膠泥沉淀渣滓，妨礙液壓系統正常工作。為此，除了限制最高使用溫度外，還要求液壓油有較好的抗氧化性。
（5）抗乳化性能好：如果液壓油中混入水分，則可能和油中穩定性較差的物質生成親水性的有機酸和皂類，在泵的攪拌下使油乳化，從而降低潤滑性，影響泵與閥的工作性能。為此，要求液壓油有較高的抗乳化性。
（6）抗泡沫性能好：如果液壓油中存有泡沫，將會使液壓系統產生爬行及噪聲。為此，液壓油中應當不含有空氣、油脂和其他容易汽化的混合物。
（7）潤滑性能好：液壓元件各運動部件的配合間隙都很小，為了提高元件的使用壽命，要求在運動表面上形成強度較高的油膜，以便構成液體潤滑，減小磨損。
（8）凝固點低：對于北方冬季室外作業的液壓設備，液壓油凝固點是一項非常重要的指標，一般情況下，凝固點盡量低于工作溫度10℃，否則將啟動困難，甚至不能工作。
（9）閃點要高：為了安全、防止發生火災，要求液壓油的閃點高。
（10）質地純凈：液壓油中不得含有蒸汽、空氣及其他容易汽化和產生氣體的雜物，也不得含有其他機械雜質，如瀝青、灰分等。
（11）相容性好：液壓油與各種材料（如密封件、軟管、涂料等）不起或少起化學作用，以免變質失效。
2、液壓油的污染控制
（1）液壓油的污染原因：液壓油的污染主要是由外部原因和內部原因造成的。外部原因是指固體雜質、水分、其它油類及空氣等進入系統；內部原因是指除了原有新油液帶來的污染物外，在使用過程中相對運動零件的磨損和液壓油物理化學性能的變化。
（2）液壓油污染的危害：污染是液壓系統的主要危害，污染物混入液壓系統后會加速零件的磨損、研損、燒傷甚至破壞，引起液壓元件的性能過早下降，使液壓系統產生故障。由此可見，污染造成的后果是嚴重的。
（3）液壓油污染的控制
·減少潛伏的污物：嚴格檢驗元件的污染程度，特別是外購件尤其需要仔細檢查。
·防止侵入污染：減少環境中的灰塵污染。防止裝配時帶入污染物。
·防止再生污染：選用適當的濾油器，阻擋再生微粒進入系統。
·液壓油變質的控制：油液變質后，其性能將發生改變，從而產生液壓故障。
3、液壓油的選用與更換
（1）合理選擇液壓油：正確而合理地選擇液壓油，乃是保證液壓設備正常運轉和高效率的前提。通常選用液壓油時所考慮的因素是它的使用環境和化學特性及物理特性。但從安全角度出發，選擇液壓油種類時，首先需根據有無火災和爆炸的危險來作礦物油系與不燃油或難燃油系的選擇。如果使用條件對環境和溫度的限制是在礦物油系的范圍以內，則可根據礦物油系中各種油液的性質進行合理選擇。
（2）液壓油的更換：液壓油一經生產出來就開始慢慢地劣化變質，而且隨著使用時間的增長，其劣化變質的速度大大加快，各種理化性能逐漸下降，甚至不能再用。因此液壓油使用一段時間后，就需要更換。一般來說，可根據不同的設備、不同的工況以及不同的油品，規定液壓油使用時間為半年、一年，或者運轉1000～2000后更換液壓油。
四、液壓系統管路的維護
管路在液壓系統中主要用來把各種元件及裝置連接起來傳輸能量，液壓系統中常用的管路主要有金屬硬管和耐壓軟管。液壓系統中使用的管路要有足夠的強度，能承受系統的最高沖擊壓力和工作壓力。管路與各元件及裝置的各連接處要密封可靠、不泄漏、絕不能松動。
1、管道的選擇
在液壓系統中，廣泛采用無縫鋼管，它比采用軟管安全可靠，而且具有強度高、價格適中、易于實現連接處密封等優點。冷拔管的外徑尺寸比較精確，管壁較薄，適合與卡套式管接頭連接；焊管使用壓力較低，常用于吸油管和回油管，其價格便宜。這兩種管道一般采用低碳鋼管。橡膠軟管廣泛采用由夾有多層鋼絲編織或多層鋼絲纏繞的耐油橡膠制成高壓橡膠軟管。
2、管道的檢查
液壓系統中使用的管道，不能有破孔、裂痕、腐蝕、變形等缺陷，特別是高壓系統，更應保證管道的質量。在選擇管道時，應對管道進行仔細檢查，如果管道內外側有明顯腐蝕變質、管壁有10%以上的裂痕或有破漏孔、在直徑上有20%的凹坑以及尺寸規格、材質和制造方法不符合要求者，均不能使用。
3、管路的連接
管路在安裝前必須清洗干凈，管內不允許有銹蝕、雜質、粉塵、水及其他液體或膠質等污物。管路安裝要固定堅實，布局合理，排列整齊，方便維修和更換元器件。
五、密封件的維護
設置于密封裝置中，起密封作用的元件就是密封件。在液壓系統及其元件中，設計、安設密封裝置和密封元件的作用，在于防止工作介質的泄漏及外界塵埃和異物的侵入。
液體在液壓元件及系統內流動時，由于受壓力、間隙、黏度等因素變化而導致少量液體由高壓腔向低壓腔流出，稱作泄漏。泄漏分為內泄漏和外泄漏兩類，單位時間內泄漏的液體體積稱為泄漏量，內泄漏會引起液壓系統容積效率的急劇下降，使系統達不到所需的工作壓力、使機械設備無法運作。外泄漏則會造成工作介質浪費和污染環境，甚至引發機械操作失靈和人身事故。因此，正常設計和使用密封件是液壓設備正常運轉的重要保證。
1、密封圈
密封件的結構形式或材質選擇不當，密封件或安裝溝槽的結構、尺寸及公差設計不合理或加工不符合要求，密封件材質性能差或膠料成分不穩定，密封件的預壓縮量選擇不當導致壓縮量過松或過緊，與密封件相配的機械零件加工和裝配精度差等，或直接影響密封件的密封效果，或加速密封件的磨損或老化，最終使密封件失去密封作用。
在安裝密封件時，如果將密封件的唇口方向裝錯，或將密封件損壞，也將對密封件的密封性能和壽命產生很大影響。
另外，密封件膠料是否與所用液壓油相容，密封件是否已產生永久變形或已老化等，也將對密封效果產生重要影響。
如果由于各種原因導致密封件密封效果變差或失去密封作用，將對系統造成一系列不利影響。密封件密封效果不良，或使液壓泵吸空而產生振動和噪聲，或使高低壓腔相互竄油而使執行元件出力不足、工作速度和系統效率下降，或使系統工作壓力達不到要求而導致系統動作緩慢或失靈等。如果密封件被壓得過緊，將會使摩擦力增大或摩擦力不勻，從而導致執行元件出現“爬行”運動。密封件密封效果不良，還會使油發熱和漏油嚴重，增加系統的功率損失，甚至污染環境，嚴重時甚至可能引起火災等。所以，要經常檢查系統的密封情況，發現密封效果變差時要及時處置，以避免引起嚴重后果。
常用的密封圈有O形密封圈和Y型密封圈。O形密封圈一般適用于往復運動、回轉運動和固定處的密封，在使用O形密封圈時要注意合理選擇預壓縮量、溝槽尺寸及加工精度，還要注意安裝正確。Y形密封圈適用于偶合零件做往復直線運動時的密封，它具有密封性能可靠、摩擦阻力小、運動平穩、耐壓性好、適用壓力范圍廣、結構簡單、成本低等特點。裝配時要注意密封件唇邊質量，并將唇邊對著壓力腔安裝。
2、防塵圈
防塵圈主要用于偶合零件做直線往復運動時的防塵。液壓缸的活塞桿表面上常粘有灰塵、砂粒、切屑等雜物，當活塞往復運動時，易將雜物帶入缸內，因此在活塞桿或柱塞處必須安裝防塵圈。防塵圈分有骨架式和無骨架式兩種，其材料一般為耐油丁腈橡膠和聚氨酯橡膠。安裝時，一般保證空隙量為0.4－0.6mm，而對唇邊的預壓縮量一般為0.5－1.0mm。
3、油封
油封主要用于旋轉軸的密封，以防止油液沿軸向往外泄漏和防止灰塵等雜物沿軸向進入，油封的種類很多，常用的油封為普通型油封。油封安裝時具有一定的壓縮量，它依靠唇口與軸的接觸起密封作用。油封的壓縮量大小應合適，如果壓縮量過大，雖然密封件對軸的總徑向壓緊力較大，但唇口與軸的表面接觸面積也較大，其接觸應力反而較小，容易產生軸向泄漏，而且還會引起發熱、“燒軸”、油封老化等。因此，安裝時，既應保證有足夠的徑向壓緊力，又應使唇邊的接觸面較小而產生較大的接觸應力，使其不易產生軸向泄漏，密封性較好。所以，油封唇邊和軸之間的壓縮量不宜過大。
六、液壓油箱的維護
油箱是液壓系統中不可缺少的元件之一，它具有儲存油液、散熱、分離油液中氣泡、沉淀雜質等作用。
液壓油箱根據其是否與大氣相通，可分為開式油箱和閉式油箱，開式油箱應用最廣泛。制桶設備液壓系統多采用開式油箱。
1、油箱的安裝要求
為了確保液壓系統的正常工作，在安裝油箱時應注意以下幾方面：
（1）油箱的安裝應便于維修、散熱、通風、排油和補油，同時應便于油箱的清洗；
（2）在系統工作過程中，要采取適當的措施控制油溫，避免油溫的過高和過低；
（3）要保持油箱周圍環境清潔，避免異物和水分進入油箱，要盡量減少酸、堿和鹽分等的含量；
（4）油箱上的液位計應安裝在便于觀測處，以便能夠方便地看到油面的變化情況：
（5）油箱要采取必要的防振措施，避免油箱的振動和沖擊；
（6）油箱的安裝還要便于消防等。
2、油箱的使用要求
油箱在使用過程中要注意以下幾方面的問題。
（1）油箱的注油：在使用液壓系統時，首先要對油箱進行注油。注油量應保證有足夠的液壓油補充液壓缸、喀路和液壓設備，即使是處于最低油面的油容量也應保證系統正常工作。
（2）油箱的散熱：要盡量加大油箱的表面積，并確保油箱周圍具有足夠的空間舟良好的通風環境，以增強散熱效果。
（3）油箱的防塵：除油箱本身具有良好的密封性和帶有過濾裝置外，還要保證油箱工作在清潔的環境中，以防止雜質侵入系統。
（4）油箱的清洗：在系統工作過程中，要根據液壓設備的操作手冊和具體使用情況，定期對油液進行檢測，確定油液的污染情況，及時更換油液，同時對系統和油箱進行徹底清洗，以確保系統正常工作。
（5）油箱的防護：在油箱工作時，應在油箱上部安裝防護罩，以防止電動機、泵、閥等元件損壞，同時也還可以防塵以及降低噪聲，但安裝防護罩時要注意保持通風，以便于散熱。
（6）漏油的回收：由于油箱在裝卸、運轉或維修過程中常常會發生漏油，為了保護環境和節省能源，在油箱周圍最好能設置漏油回收裝置。對于小型油箱，可使油箱蓋板略低于四周壁板，或在油箱上部設置油槽回收漏油。對于大型油箱，可在油箱底部設置地溝或接油盤回收漏油。
