有效控制冶金机械的液压系统污染的方法排气门

有效控制冶金机械的液压系统污染的方法

冶金机械液压系统工作环境一般都是处在高温、高压、高速、高负荷、高粉尘、高湿度变化等条件下,在安装、调试、使用、维修、保养过程中,液压系统中的油液容易受到污染和产生化学质变,而使液压系统产生多种故障。例如,冷、热连轧机液压APC、AWC、AGC、AJC等系统采用了电液伺服阀、高频响应比例控制阀、恒压变量柱塞泵等。由于电液伺服阀精度高,对油液污染敏感性强,极易产生故障。大量高精度的液压系统故障70% ～80%是由于液压油液的污染造成的,对整个系统危害极大。因此,必须对液压系统的污染实施全过程监测和控制,保证液压系统的工作可靠性和液压元件的使用寿命,保证冶金机械设备各项指标的正常运行。 1　液压油液污染的主要原因及危害 1. 1　液压油液污染原因 液压系统中的污染物主要是指混杂在油液当中的各类固体颗粒、水、空气、质变化学成分、微生物等。主要原因有以下三个方面: 1. 1. 1　外界侵入污染物 液压系统和元件在使用过程中,外界的粉尘颗粒通过往复伸缩的活塞杆、注入系统的油液和流回油箱的回油、油箱的通气孔等进入油液中。此外,对液压系统进行维护时,拆装密封件、阀体等带入的棉纱、橡胶等污染物。如高炉的举升装置、送料系统等液压系统。 1. 1. 2　系统制造污染物 液压系统及其元件在制造、装配、存储、运输过程中,系统本身就存在的原始污染物,如毛刺、切屑、飞边、沙粒、磨料、焊渣、锈片、油漆、密封胶、纤维、冲洗液等。冶金机械当中对于单个零、部件组成的液压系统,则是由于零部件不洁而带入的污染物。 1. 1. 3　系统生成污染物 冶金机械液压系统大部分都是在高温、高压、重载的条件工作,致使液压油液高温下产生化学质变,腐蚀金属表面,产生金属颗粒、锈滓,润滑不良,产生部分磨料。而高压、重载使得液压油剥落金属表面颗粒,加速密封元件的老化,产生金属和非金属颗粒污染。 1. 2　液压油液污染的危害 1. 2. 1　固体颗粒 固体颗粒污染物主要由金属颗粒、沙粒、橡胶颗粒、纤维和积碳等物质组成。这些颗粒大多是金属和硅、铝等氧化物,硬度一般较高,莫氏硬度在4～7之间,其中,二氧化硅和三氧化铝的硬度可达莫氏硬度在7～9,对系统和元件的危害较大。液压油液污染当中,金属颗粒约占75% ,尘埃占15% ,其他杂质占10%。在各种污染物中,固体颗粒分布最广、危害最大,是引发系统故障、降低可靠性和降低元器件使用寿命的最主要原因。因此,污染控制的重点就是减少固体颗粒。 1) 固体颗粒的磨料磨损 磨料磨损是冶金机械运转中的一个严重问题,是液压和润滑系统元件失效的主要原因。颗粒污染引起的磨损主要有切削、疲劳、粘着和冲蚀形式。它们交互并存和作用,影响阀芯的正常工作。 ( 1) 切削磨损 进入元件运动副间隙的较硬固体颗粒嵌入材料较软的元件表面,在相对运动过程中象车刀一样将元件表面的部分材料切削下来,形成碎屑。这种磨损因较软的表面易嵌入颗粒,故较硬的表面反而磨损严重,切削表面有明显的划痕。 ( 2) 疲劳磨损 固体颗粒进入运动副间隙后,在碾压和滚动下使元件表面产生应力裂纹,在油压的作用下不断扩展,形成空洞,并使表面材料剥离。 ( 3) 粘着磨损 固体颗粒与元件表面挤压产生微小塑性变形,形成凸起和凹坑,破坏润滑油膜,使运动副金属表面直接接触,接触点在高速、重载作用下局部产生高温而使金属产生粘着。当运动副作相对运动时发生剪切,使金属表层剥落而形成磨粒,进一步加剧磨损。当熔合点过多时,运动副会发生卡滞甚至卡死的现象,导致突发性故障。 ( 4) 冲蚀磨损 固体颗粒随着高速液流,不断向暴露在流道中元件的棱边和表面喷射冲刷,可使被冲刷部位受到磨损,形成冲蚀磨损。 2) 淤积 固体颗粒随油液流经运动副时,在隙缝流动的附加作用下,粒度小于配合间隙的颗粒较易进入间隙内,在油膜的吸附和阻滞下淤积在间隙内,随着淤积量的增加,隙缝流动可能被大量小颗粒阻断,形成淤积现象。颗粒淤积造成运动副之间的静摩擦力大大增加,阀芯运动受阻,导致液压系统工作不稳定,出现空中飘摆、油压不稳、压力跳动、响应瞬时变慢或停滞等。淤积现象往往是暂时的,当运动副一旦工作起来后,原来形成的边界层就被破坏,淤积的颗粒很快就会被液流带走,滑阀又能正常工作。因此,突发性的工作不稳定故障也能自动消除。油液中小颗粒浓度越高,淤积现象就越容易发生。