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          技術參數

          折彎機液壓系統油液的污染分析

          發布時間:2019/4/19
            1.污染物種類與特性
            (1)污染物種類折彎機液壓系統油液中的污染物是指折彎機液壓系統油液中不希望有的并對系統有危害的物質。從廣義上來說,可分為物質型的污染物和能量形式的污染物兩大類。
            實際折彎機液壓系統油液中的物質型污染物主要有固體顆粒、水、空氣、化學物質和微生物等。物質型污染物以氣體、液體和固體三種物理狀態存在于油中。氣體污染物可以呈溶解狀態,或者作為氣泡或氣團的形式混雜于折彎機液壓系統油液中。液體污染物根據它的密度和它與基礎液體相溶性的不同,可以是游離狀態、溶解于基礎油或使基礎油成為乳化液三種形式。液體本身和所有沒有一定形狀的凝聚性物質,如黏膠、瀝青和所有的微生物殘骸之類的沉淀物都屬于液體污染物這個范疇。固體污染物通常以微粒狀態出現,通稱為顆粒。
            在液壓系統中存在的輻射、靜電、腐蝕、磁場和熱能等是一類屬于能量形式的污染物。靜電可以對元件造成電流腐蝕,并且可能引起礦物油的揮發物碳氫化合物燃燒而造成火災。磁場的吸力可使鐵磁性磨屑吸附在零件表面或間隙內,引起元件的污染磨損和堵塞卡緊等故障。系統中過多的熱能使油溫升高,引起折彎機液壓系統油液潤滑性能下降和元件泄漏增大,并加速折彎機液壓系統油液變質和密封老化失效。
            (2)固體顆粒污染物的特性表征液壓油中固體顆粒污染物特性的主要參數為:污染物的密度、硬度、形狀、尺寸及尺寸分布等。這些特性與元件的污染磨損和工作可靠性有密切的關系。特別是顆粒的形狀、尺寸和尺寸分布是與污染控制有關的重要因素。
            1)顆粒形狀和尺寸:固體顆粒的形狀是多種多樣的,如多面體狀、球狀、片狀、針狀和纖維狀等,一般都是不規則的。為了定量描述固體顆粒污染物的大小,一般用代表其形狀特征的尺寸來表示。形狀規則的顆粒(球形體、正方體等),可用球體的直徑、正方體的邊長描述。形狀不規則的顆粒,則可以根據不同的測量方法及所需反映的形狀特征用不同特征尺寸來表示。例如,用顯微鏡測量顆粒大小時,一般以顆粒的最大長度作為顆粒的尺寸;用光電裝置測量顆粒尺寸時,以與投影面積相等的圓的直徑(導出直徑)表示顆粒的尺寸等。
            2)顆粒尺寸分布:常見的固體顆粒物一般是由不同尺寸顆粒組成的顆粒群。顆粒群中各種尺寸顆粒的數量即稱之為顆粒尺寸分布。在分析研究顆粒尺寸分布時,通常采用頻率分布函數。分布函數可用作矩形圖的方法求得。常見的顆粒尺寸分布規律有正態分布、對數正態分布和羅辛.拉姆勒爾(Rosin.Rammler)分布。
            自然界中的粉塵或實際液壓折彎機系統油液中的顆粒污染物尺寸很少呈正態分布。特別是在液壓系統中,由于小顆粒生成率高,數量多,因而分布曲線向小顆粒尺寸方向偏斜。圖1是用普通坐標表示的正態分布與實際系統中的顆粒尺寸分布。當液壓系統在最初的使用階段,即污染物開始生成階段,一般呈常規的尺寸分布狀態(正態尺寸分布):但當污染顆粒使液壓元件運動表面不斷地磨損時,顆粒分布曲線呈非對稱分布,小尺寸顆粒的比例增加,這是由于小尺寸粒子不斷增加的緣故。
            
            圖1 正態分布與實際系統顆粒尺寸分布            圖 顆粒尺寸分布
            研究表明,實際液壓系統中顆粒污染物的尺寸分布比較接近對數正態分布。目前在液壓系統污染控制中普遍采用修正的對數正態分布。這種分布具體表示如下:將顆粒計數得到的大于某一尺寸的累計顆粒數繪在礦坐標紙上,橫坐標為顆粒尺寸的對數平方(192D),縱坐標為累計顆粒數的對數(19N)。采用這種表示方法的主要優點是可以直接讀出不同尺寸范圍的顆粒數,而尺寸分布基本上符合線性規律。
            圖2是根據坐標繪制的顆粒尺寸分布,它廣泛應用于液壓系統污染控制中描述顆粒污染物的尺寸分布。圖2中L1,和L2為兩個油樣中顆粒污染物的尺寸分布,它們具有相同的污染物質量濃度,但顆粒尺寸分布不同。油樣L1中顆粒尺寸分布寬,大顆粒數量多,而油樣L2中小顆粒較多。
            2.折彎機液壓系統油液污染的原因
            液壓油的污染是由外部原因和內部原因共同造成的。外部原因主要是固體雜質、水分、其他油類及空氣等進入系統;內部原因是在使用過程中相對運動零件的磨損和液壓油理化性能的變化等。由于導致污染雜質侵入的各種因素的影響,液壓折彎機液壓系統油液可能受到不同程度的污染。根據雜質的侵入方式不同,污染可分為三種類型,即潛在污染、侵入污染及再生污染。污染類型及造成污染的具體原因如表8—4所示。
            表4折彎機液壓系統油液污染類型及原因
            

          污染類型

          污染原因

          潛在污染

          自制件中殘存污染物

          外購件中潛伏污染物

          侵入污染

          裝配時侵入污染物

          使用過程侵入污染物

          液壓油帶入污染物

          修理時侵入污染物

          再生污染

          零件磨損產生的污染物

          液壓油發生物理和化學變化的生成物及衍生物

            3.折彎機液壓系統油液污染的危害
            折彎機液壓系統油液污染直接影響液壓系統的工作可靠性和元件的使用壽命。國內外資料表明,液壓系統的故障大約有80%是由于折彎機液壓系統油液污染引起的。液壓油的污染防治主要應控制固體顆粒污染物、水分和空氣的混入。
            4.污染物成分分析
            液壓系統在工作中,從外界環境不斷侵入各種污染物,并且由于元件磨損和折彎機液壓系統油液劣化,從內部不斷生成各種污染物。通過對折彎機液壓系統油液中污染物的檢測和成分分析,可以獲得有關污染侵入、元件內部磨損和折彎機液壓系統油液衰變的信息,為設備維護和油質管理提供依據。目前用于折彎機液壓系統油液中污染物成分分析的方法主要有:光譜分析、鐵譜分析和紅外光譜分析等。
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