2018气泡对液压系统的危害及防范措施
引言http://
液压技术由于具有许多优点,在国民经济的各个领域中得到越来越广泛的应用。但是液压传动系统性能的好坏,直接关系到液压设备能否长期保持良好的运行状态,关系到液压设备的故障率和作业率,关系到设备的运行效益、经济效益、乃至社会效益。因此要保证液压系统具有良好的技术性能并确保正常运行,保证各个执行器按照预定的要求平稳而协调地工作,合理的设计和正常的使用维护就显得十分重要。
1、气泡对液压系统的危害
混入液压系统的空气以直径0.05-0.5MM的气泡状态悬浮于液压油中,对液压系统的液压油的体积弹性模量和液压油的黏度将产生严重的影响,随着液压系统压力增高,部分混入液压油中,其余仍以气泡存在。当混入的空气量增大时,液压油的体积弹性模量则急剧下降,液压油中的压力波传播速度减慢,油液中的动力黏度呈线性增高。悬浮在油液中的空气与液压油结成混合液,这种混合液的稳定性对液压系统将产生十分严重的影响。
1)影响系统的正常工作
在液压系统中没有空气混入的情况下,其油液的压缩值约为(5-7)×10-10 m3/N,可以认为油液是非压缩性流体,而不考虑其压缩性。一旦油中混入空气,其压缩率便会大幅增加,油液本身具有的高刚度则大大的减少,导致执行器动作误差,自动控制失灵、工作机构产生爬行,破坏了工作可靠性,甚至会发生机械及人身事故。
2)产生噪声和振动
当混入空气的油液流入局部压力下降处达到空气分离压时,油液中的溶解空气就分离析出并形成大量气泡,当油液再次流到压力较高处时,气泡瞬时被压破而产生噪声,这就是气穴噪声。同时,大量气泡溃灭会形成局部高压引起较大的压力波动,使系统产生振动。导致元件动作响应性大为降低,动作滞后。
3)导致气蚀产生
油液在低压区产生的气泡被带到高压区时会突然溃灭,气泡又重新凝聚为液体,使局部区域形成真空,周围的油液以很高的速度流向溃灭中心,会对壁面产生较大的局部冲击力,瞬间压力可高达数百甚至上千个大气压,大量的气泡溃灭时会使金属边缘反复受到剧烈冲击而造成疲劳破坏,引起固体壁面的剥蚀,称为气蚀,它对系统的危害性很大。
4)油温升高并使油质氧化
气泡渍灭时,会出现局部高温甚至使油液燃烧,导致油液中各种添加剂受到破坏,产生游离碳、酸质和胶粘状沈淀物,并造成油液发黑,加快油质的氧化,并可能对金属产生化学腐蚀作用。除此之外,油温升高还会加速油的氧化,使油液润滑性能下降,加速密封件的老化。
2、气泡混入液压系统的主要途径
空气进入液压系统通常有混入式和溶入式两种方式。了解空气混入液压系统的途径,在液压系统的设计中将有利于制定防止空气进入液压系统的具体措施,以避免或尽量减少气泡对液压系统造成的危害
1)混入式空气
混入式空气主要是通过油箱和泵的吸入管进入油内。油箱中油面过低或泵的吸油管路漏气;滤油器容量不够,吸油不畅形成局部真空,吸入空气;吸回油口距离太近,回油口产生气泡,气泡来不及消灭就被吸入泵内。
2)溶入式空气
在一定的温度下,气体在油液中的溶解度与压力成正比。通常情况下,油液中溶有10%(体积比)左右的空气。
3、防止空气进入液压系统的措施
1)油箱的设计和过滤器的选型
油箱高度100mm,液面高度800mm,吸回油口之间设置隔板,隔板的距离大约500mm,具有足够的空间距离,以使油液在绕行过程中有尽可能多的时间析出气泡。吸油滤油器要有发信器或真空表,以便及时发出信号,更换滤芯,防止吸油口局部真空而吸入空气。
2)液压泵的空间位置选择
液压泵设置在吸油过滤器一侧,并使液压泵低于滤油器出口400mm,以保证液压泵进油口具有一定的压力,尽可能避免油压低于空气分离压而使油中的空气以气泡形式析出,同时保证液压泵高速运转时能及时得到油液补充。
3)在液系统中设置测压接头
在液压马达等执行器油液进口处以及液压管路的各高点处,根据需要设置具有排气功能的PPT系列测压接头。这种接头不仅可以测压,而且可以根据需要随时排出积聚在油管高处的气泡,减少气泡对系统的危害。
4、结束语
气泡的产生途径比较复杂,要完全消除气泡对液压系统的危害是不可能的,但在液压系统中尽可能采取有效的技术手段,加以防范,尽量遏止气泡的产生并将其造成的危害减低到最低限度,是十分必要的,也是完全可能的。这对于保证液压设备的正常运行是非常重要的和不容忽视的。
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