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干热环境气候对液压系统的影响与应对措施

时间:2023-06-29 理论教育 版权反馈
【摘要】:如果液压系统暴露在干热环境下,环境温度接近50℃,黑天温度超过60℃,工作时液压油的温度为70~90℃,此时,液压系统和元件最常见的故障现象主要有漏油严重、软管爆裂、液压元件卡死、液压泵磨损严重,导致系统不能正常工作。3)严格控制液压系统油液污染度。干热环境下,液压元件卡死,液压泵磨损严重的原因及防护措施 液压泵磨损严重的主要原因是风沙等对油液污染。6)采用高位油箱,改善液压泵的吸油能力。

干热环境气候对液压系统的影响与应对措施

1.干热环境气候条件对液压系统和元件的影响因素

干热环境气候条件的主要特点是温差大、温度高、风沙严重,它们是液压系统及元件干热环境下工作所面对的三大恶劣气候因素。

如果液压系统暴露在干热环境下,环境温度接近50℃,黑天温度超过60℃,工作时液压油的温度为70~90℃,此时,液压系统和元件最常见的故障现象主要有漏油严重、软管爆裂、液压元件卡死、液压泵磨损严重,导致系统不能正常工作。这些现象在可靠性要求高的场合,如正在作业的石油开采机械等,是不允许的。

2.干热环境气候条件下液压系统与元件设计使用要求

(1)干热环境下,液压系统漏油严重的原因及防护措施 液压系统在干热环境下工作时,高温度和高温差使液压油的黏度变化大以及密封件弹性和硬度变化大,是漏油的主要原因。液压油温度高,黏度变小,形成的润滑油膜变薄,油液的外泄能力增强;橡胶密封件的橡胶材料流动性增大,抗挤压能力降低,密封能力下降。温差大也是使密封件加速老化、寿命缩短、加剧液压系统泄漏的重要原因。干热环境下,避免液压系统漏油的防护措施有:

1)正确选用液压油。当前,国产液压油已能满足90℃以上。在温度高、温差大的情况下应根据表7-10选用正确的液压油。

表7-10 正确的液压油

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2)正确选用密封材料,确保密封件沟槽技术要求。

3)严格控制液压系统油液污染度。干热环境中,颗粒细小的风沙可以通过执行机构的运动、空气过滤器过滤、系统维修等途径进入液压系统,风沙对油液的污染对液压系统的危害是非常大的,对风沙的防范措施有:

①在保证空气过滤器的通流能力的前提下,选用合适精度的空气过滤器,高原条件下,还要考虑大气压力下降的影响。

②设计液压系统时,应设置防护罩,避免风沙对液压站的直接侵袭。

③液压系统的维修,元件的清洗、安装、调试等都要在无风沙的室内进行,避免风沙污染,否则将引发更频繁、更严重的故障。

④液压泵和液压马达采用双油封液压缸采用双挡尘圈或多级密封,提高液压缸活塞杆加工质量和镀铬质量,是防止风沙进入液压系统的有效措施。

⑤根据换油指标及时更换液压油。

4)条件允许时应设置冷却系统,降低液压油工作温度,改善系统工作条件,从而达到减少外泄漏的目的。

(2)干热环境下,液压元件卡死,液压泵磨损严重的原因及防护措施 液压泵磨损严重的主要原因是风沙等对油液污染。高温下液压油的黏度变小,运动副间的油膜厚度变小,油膜强度降低,运动副抗磨性能下降,对固体颗粒污染更敏感,也是液压泵磨损严重的重要原因。(www.xing528.com)

液压元件卡死的原因除风沙等对油液造成污染外,另一个重要原因是元件对高温、低温和高温差不适应。高温下,液压阀的阀芯和阀体的实体尺寸增大;低温下,液压阀的阀芯和阀体的实体尺寸缩小;高温差下,液压阀的阀芯和阀体的实体尺寸在增大和缩小之间变化。实体尺寸的变化,导致阀体和阀芯的配合间隙发生变化。当配合间隙变化到小于污染物尺寸时,液压阀等元件发生卡死现象。干热环境下,为了避免液压元件卡死,液压泵磨损严重的原因及防护措施如下:

1)尽量选用一级同心的液压元件,避免因结构原因产生的卡死现象。

2)选用体积膨胀系数小的材料和材料副,合理设计液压元件配合间隙,避免因材料和配合间隙原因产生的卡死现象。

3)采用风冷或水冷,控制液压系统油温,稳定油液温度。

4)液压系统待作业状态下,应处于卸荷状态,油路通径满足流量要求,管路尽量短、弯曲半径尽量大,降低系统沿程和局部压力损失引起的液压油温度升高。

5)严格控制液压系统油液污染度。

6)采用高位油箱,改善液压泵的吸油能力。

(3)干热环境下,橡胶密封件失效的原因及防护措施 干热环境下,橡胶密封件失效的原因往往是液压机械的生产厂家和用户对不同环境下的胶料选择不当。正确选用密封材料,确保密封件沟槽技术要求,是避免橡胶密封件非正常失效的主要防护措施。密封材料的选用主要考虑材料的低温玻化温度、高温变形率、耐压强度和与介质的适应性。一般情况下,液压或主机生产厂家应与密封件专业机构共同设计选用,而不应在市面上随意采购;液压系统漏油,与密封件安装沟槽的设计和加工质量关系很大。设计密封件安装沟槽,必须遵循专业标准,对于非标准密封件,其安装沟槽的尺寸和精度也要参照标准,试验合格后方能进入产品。制造时,工艺工装必须合理,确保达到设计要求。

(4)干热环境下,液压系统橡胶软管爆裂的原因和防护措施

1)在设计制造液压系统,选用适应于干热环境,与液压油相容性好,能满足工作压力要求的橡胶软管。

2)在液压系统的设计和使用中,避免过大的压力冲击和系统共振。

3)正确安装软管,避免因弯曲半径小,管体发生扭曲等引起的爆裂现象。

4)妥善保存橡胶软管,不存放在不相容气体环境中,烈日下,不使用超保存期的软管,避免机械性能降低、承载能力下降引起的爆裂。

5)尽量使用硬管和不锈钢编织软管。

液压元件是精密机械零部件,其关键部位的配合间隙很小。因此,对干热环境下使用的液压系统,要求在设计、制造、安装、调试和使用维护过程中对环境适应性问题有足够的认识和充分的对策,增加液压系统的可靠性,保证系统能够在复杂工作环境下正常运行。

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