液壓油的選用及液壓動(dòng)力站的故障分析

液壓油是工業(yè)潤滑油中用量超大、應用面超廣的品種。液壓油廣泛用于冶金、礦山、工程機械、汽車(chē)、飛機、運輸工具、機床及其它液壓動(dòng)力站中。液壓油的需要量約1000萬(wàn)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(wàn)噸，其中抗磨液壓油約4萬(wàn)噸。在任何液壓動(dòng)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(dòng)力站能否可靠、靈敏、準確、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(dòng)力站正常和長(cháng)期工作的前提。當液壓動(dòng)力站發(fā)生故障時(shí)，及時(shí)找出原因，采取正確的解決辦法是保護設備、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(dòng)具有元件體積小、重量輕、傳動(dòng)平穩、工作可靠、操作方便、易于實(shí)現無(wú)級變速等優(yōu)點(diǎn)，因此在許多工業(yè)部門(mén)的傳動(dòng)系統被采用。不同工業(yè)部門(mén)由于使用要求、操作條件、應用環(huán)境的差異，所用的液壓傳動(dòng)系統差別也很大。正確選用液壓油品種，確保液壓動(dòng)力站長(cháng)期平穩、安全運行，是保證連續生產(chǎn)、節省材料消耗和提高經(jīng)濟效益的有效措施。

按國際標準化組織ISO 6743/4-1982“潤滑劑，工業(yè)潤滑油和有關(guān)產(chǎn)品分類(lèi)(第4部分)H組液壓動(dòng)力站，根據應用場(chǎng)合不同分為：流體靜壓系統液壓油、液壓導軌油、難燃液壓油和流體液力系統四類(lèi)。1999年ISO發(fā)布了ISO 6743-4：1999(E)分類(lèi)，新增加了環(huán)境可接受的液壓油一類(lèi)。我國于1987年發(fā)布了GB 7531.2-87液壓油分類(lèi)標準，等效采用ISO6743/4-1982分類(lèi)法。表1列出了ISO及我國液壓油的分類(lèi)、代號及相應產(chǎn)品質(zhì)量標準。

根據不同的應用場(chǎng)合應選用不同類(lèi)型的液壓油品種，加上液壓泵的類(lèi)型、工作溫度和壓力、操作條件和周?chē)h(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。 據統計，液壓動(dòng)力站運行的故障絕大部分是由于液壓油選用和使用不當引起的，因此，正確選用和合理使用液壓油，對液壓設備運行的可靠性，延長(cháng)系統和元件的使用壽命，保證設備安全，防止事故的發(fā)生著(zhù)重要的意義。特別是液壓動(dòng)力站朝著(zhù)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

一般液壓設備制造商在設備說(shuō)明書(shū)或使用手冊中規定了該設備系統使用的液壓油品種、牌號和粘度級別，用戶(hù)首先應根據設備制造商的推薦選用液壓油。但也會(huì )遇到許多場(chǎng)合，用戶(hù)所用系統的工況和使用環(huán)境與設備制造商所規定有一定的出入，需要自行選用液壓油。一般可根據下列原則來(lái)選用：

(1)無(wú)法確定系統應選用什么類(lèi)型液壓油。這要根據系統的工況和工作環(huán)境來(lái)確定。

(2)其次要確定系統應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(jià)格。

2.2液壓油品種的選擇

(1)根據液壓動(dòng)力站的工作壓力和溫度選擇液壓油品種。

(2)根據液壓動(dòng)力站的工作環(huán)境選擇液壓油品種。

(3)根據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(dòng)力站在超佳狀態(tài)下工作。粘度選用過(guò)高雖然對潤滑性有利，但增加系統的阻力，壓力損失增大，造成功率損失增大，油溫上升，液壓動(dòng)作不穩，出現噪音。過(guò)高的粘度還會(huì )造成低溫啟動(dòng)時(shí)吸油困難，甚至造成低溫啟動(dòng)時(shí)中斷供油，發(fā)生設備故障。相反，當液壓動(dòng)力站粘度過(guò)低時(shí)，會(huì )增加液壓設備的內、外泄漏，液壓動(dòng)力站工作壓力不穩，壓力降低，液壓工作部件不位到，嚴重時(shí)會(huì )導致泵磨損增加。

選用粘度級別首先要根據泵的類(lèi)型決定，每種類(lèi)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低于10mm2/S，而超大啟動(dòng)粘度不應大于700mm2/S。柱塞泵的超小工作粘度不應低于8mm2/S，超大啟動(dòng)粘度不應大于1000mm2/S。齒輪泵要求粘度較大，超小工作粘度不應低于20mm2/S，超大啟動(dòng)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(dòng)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，應選用較低的粘度，這樣可節省能耗。此外，還應考慮液壓油在系統超低溫度下的工作粘度不應大于泵的超大粘度。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(dòng)力站的故障分析

隨著(zhù)液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓動(dòng)力站在各工業(yè)部門(mén)的應用日益廣泛。因此確保液壓動(dòng)力站的正常動(dòng)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長(cháng)期、可靠工作的首要條件。另一方面，當液壓動(dòng)力站發(fā)生故障時(shí)能夠迅速的找到原因和有效的解決也十分重要。液壓設備系由機械、液壓、電氣及儀表等裝置組合而成，因此在分析液壓動(dòng)力站的故障時(shí)必須先了解整個(gè)液壓動(dòng)力站的傳動(dòng)原理、結構特點(diǎn)和元件及材料配置情況。由于液壓動(dòng)力站是密封帶壓系統，管路中油液的流動(dòng)情況，液壓元件內部的零件動(dòng)作和密封是否損壞都不易觀(guān)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(dòng)力站發(fā)生故障的原因很多，歸納起來(lái)有三方面：一是設備的機械故障，這包括液壓動(dòng)力站設計不合理，安裝間隙不正確，液壓元件質(zhì)量問(wèn)題，密封件選用不當等，由這些問(wèn)題引起的液壓動(dòng)力站故障一般與液壓油沒(méi)有關(guān)系。二是操作失誤造成液壓動(dòng)力站故障，這是指液壓動(dòng)力站在正常運轉時(shí)由于操作人員操作不當而造成，如錯誤開(kāi)閉閥門(mén)，突然中斷電源，操作溫度或壓力過(guò)高，補油時(shí)加錯油品，油箱油面過(guò)高或過(guò)低，不及時(shí)從油箱底部放出分離的水等。由于操作失誤造成的液壓動(dòng)力站故障，都不是液壓油質(zhì)量問(wèn)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(lái)。三是由于液壓油的質(zhì)量造成液壓動(dòng)力站故障，這大多是由于選油不當或使用了不合格的油品的所致，也可能液壓油使用時(shí)間過(guò)長(cháng)，不及時(shí)更換新油所造成。本文僅從液壓油的品質(zhì)及使用中出現的問(wèn)題對液壓動(dòng)力站的故障進(jìn)行分析。3.1液壓油系統油溫過(guò)高自動(dòng)停機3.2液壓動(dòng)力站壓力不穩或不足3.3液壓動(dòng)力站進(jìn)水的影響3.4液壓油中混入空氣的影響3.5液壓動(dòng)力站的顆粒污染3.6液壓動(dòng)力站中混入其它油品液壓油的更換和液壓動(dòng)力站的清洗液壓油在使用中一定發(fā)會(huì )生變質(zhì)，繼續使用變了質(zhì)的液壓油會(huì )造成液壓動(dòng)力站工作不正常，零部件磨損和腐蝕，嚴重時(shí)會(huì )造成重大事故。反之，若液壓油還沒(méi)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(kāi)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(shí)及時(shí)更換，是保護設備、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(huì )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(shí)間，我國制定了各類(lèi)常用潤滑油換油指標的標準及行業(yè)標準。