液压系统油温升高的故障分析
摘要:液压传动中引起油液发热的原因有很多,如油品的变质、系统配置的失效与损坏、系统泄漏、系统原
设计
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存在的不足等方面。油温升高会引发多种故障,分析油温升高的原因,从中查找出液压系统存在的问
题
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,达到排除故障的目的。
关键词:液压系统油品温度升高原因故障分析
1.前言
液压传动中油品的温度一般控制在30℃~50℃左右的范围,最高不应超过6 0℃。如果油品温度过高,液压系统将会产生不良影响。油温升高后,油品的粘度降低,油液的内聚力减小,泄漏增多,机器运转速度不稳定,容易产生爬行:油温升高后,液压系统压力下降,系统稳定性受到影响,降低了工作精度,影响正常工作;油温升高后,相对运动
表
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面的润滑油膜变薄,液压元件受热膨胀,增加了机械磨损,泵阀类元件增大磨损,甚至被卡住。引起油液发热的原因有多方面,要查找出系统存在的问题,分析油温升高的原因至关重要,只有搞清楚是什么原因造成油温升高,就能排除因油温升高发生的故障。
2.引起油温升高的原因
2.1油品的变质
2.1.1设备在运转过程中,液压传动中零件自身的摩擦,元件与液压油的摩擦以及液压油的内摩擦,造成油品的失效变质,会引起油温升高。
2.1.2机床使用过程中,润滑油发生乳化变质,乳化的油品含有空气,经运动压缩产生大量的热量,液压系统引起局部过热,使油液温度升高。
2.1.3润滑油在使用一段时间后,因添加等原因,粘度会发生变化,粘度过高,增加了油液流动时能量损耗,引起油温升高;粘度过低,泄漏就会增多,同样会使油温升高。
2.1.4油液变质时,将使油泵容积效率降低,并破坏相对运动表面间的汕膜,使摩擦损失增加,引起油温升高。
2.2系统配置的失效与损坏
2.2.1液压系统冷却装置的失效
液压系统的冷却散热装置是在液压汕箱的散热面积不够添加的冷却汕液装置,如长期使用保养不当,冷却散热的表面存在许多汕泥和灰尘,使散热效益大打折扣,有的散热装置由风扇进行强制冷却,因风扇损坏,冷却效率降低,从而使油温上升。
2.2.2 吸油滤网堵塞
泵的吸油滤网器如果堵塞,使吸油阻力变大,以致吸油管路中压力过低,油泵的吸油腔中油液不能全部充满空间,出现空穴现象,从而使温度急剧升高,造成油温上
升。
2.3系统泄漏
2.3.1当液压油箱因其散热面积较小,可能采取由压力继电器控制油泵运行,用蓄能保压的回路减少油泵的运行时间,从而保证油温的正常。如果系统产生泄漏变大,蓄能器保压的时间将减短,油泵运行次数就增加,从而使油温上升。
2.3.2在液压回路正常工作时,当压力油流过节流阀或管路狭窄缝隙地方时,流速将急剧增加,压力大幅度下降,液压系统中产生低于大气压的地方,系统如有泄漏,如接头,液压元件接合面处有松动,特别是吸油口有松动,外界的空气就会从这些地方侵入系统中。当溶解在油液中的空气随油液流到高压区,在高压作用下,气泡受到急剧的液压冲击,使局部的压力和温度发生突变,因而引起油温上升。 2.4系统原设计存在的不足:
液压系统原设计上存在的不足,特别是企业自制的液压设备,常见的有:
2.4.1定量泵的流量选型过大,较多的流量通过溢流阀卸荷、节流阀节流,产生热量。
2.4.2油管过细,并且弯曲过多过长,曲率过小使压力损失过大,引起热量。
2.4.3当液压系统采用平衡回路和调速回路时,因系统设计不当,使回路背压过大,使能量损失增大,引发热量。
2.4.4采用的油品粘度过高,增加了油掖流动时能量损耗,产生热量。采用的油品粘度过低,泄露就会增多,同样会使油温升高。
3 解决油温升高问题的实例
3.1 一台型号为W160捷克落地镗铣床,使用将近十年。今年在高温季节时,发现上午能正常工作,而下午要停机。检查PLC信号,发现油压不到额定压力,再进一步观察,发现液压油箱内的油温很高,在60℃左右。为此,我们对油箱温度升高的原因进行分析,通过分析液压原理图,认为1fe7此回路因油箱散热面积较小,采用了最高和最低压力继电器来控制油泵的运行和停止,停止时用蓄能器保证压力的原理。现在保压时间短(只有20秒左右),使汕泵频繁启动,造成油箱温度升高。那么保压时间短,是什么原因引起的?通过充分检查发现,油泵、单向阀、蓄能器及冲气气压均符合要求,但各类控制阀类阀芯和阀体的间隙变大,泄漏变大,泄漏量要接近蓄能器从最高压力降到最低压力时所放出的油量,造成保压时间短。于是,通过更换阀类,阻止泄漏量,保压时间上升至3分钟,液压油箱内的油温也显示正常,在38℃高温天气时该落地镗铣床也能正常使用。
3.2 ZLH3000珩磨机是台自制的大型珩磨机,可以琦磨最大直径φ740mm深度3000mm的上下气缸。全部采用液压传动,此设备有段时间在室温35℃左右时,上午工作正常,下午明显运行变慢,不能正常工作。经检查后发现因油温很高,油温升高后油液粘度变薄,泄漏变大,流量不够所致。但为什么会油温变高,通过仔细的检查后,发现油箱的回油管接在加油口上,为了防止回油时有油从加油口溢出,将加油口的空气滤清器拆除,用铁板封死。因铁板封死加油口没有空气进入油箱,
产生负压,在油泵吸油时,油泵吸油腔不能全部充满油液,出现了空穴,使油泵工作时压缩空气产生高温,造成油箱内的油温升高。经过改造,将加油口接
书
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并加装空气滤清器,使油温恢复了正常,保证了设备在高温天气时也能正常地工作。
3.3一台珩磨机,每当高温季节,液压箱刊温达到近60℃,造成油品的粘度降低,相对返动表面的润滑油膜变薄,液压动作失灵。结果采用了提高润滑油品的抗磨性能、增加润滑油的润滑性能的方法,在80kg液压油箱内加入4Kg的抗磨添加剂,促使液压系统油液的内摩擦降低,使油温在同样工况下有明显下降。
3.4一台德国镗铣加工中心型号为ECOCUTIZ,进厂十年多,使用环境20℃左右,因液压油箱散热面积小,油泵启动频繁,造成汕液温度升高,经常出现机器报警,有一阶段出现开半小时,机器就报警,停半小时后才能重新开机,检查故障发现,工作状态下测得液压箱最高汕温达到近70℃,在长期的非正常温度状态下工作,造成齿轮油泵经常损坏、液压系统密封装置老化、工作压力不正常、机器报警。后来经过调换齿轮油泵、修复液压系统密封装置,另外在液压油箱旁加冷循环装置,使回油经过冷循环装置后进入液压油箱,油液温度正常了,齿轮油泵使用至今都未损坏,液压系统也不再报警,机床恢复了正常使用。
3.5我们对液压传动的维护方面加以重视,及时注意,从源头上防止油温升高。
3.5.1经常检查和注意保持液压油箱牛的油位,使液压系统中的润滑油有足够的循环冷却条件,并注意保持液压系统的清洁,及时清除黏附在油箱、油管上的污物,以有利于散热。
3.5.2在保证机床正常工作的条件下,尽量调低油泵的压力,以减少能耗。
3.5.3正确选择液压系统中所用润滑油的粘度,特别时添加润滑油时,注意油液的牌号以保证其粘度,经常保持油液的干净,并及时更换油液。
4.结论
综上所述,造成液压系统油温升高的原因有多种多样,油品的变质、系统配置的失效与损坏、系统泄漏、系统原设计上存在的不足等都会使油温升高,由油温升高引发的故障现象也各不相同,只要仔细分析故障发生的原因并加以防范、解决,设备一定能恢复正常运行。
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