【每周一读】《规范化的设备润滑管理》（二十五）

第六章 润滑介质的管理

第三节 润滑油的运行维护管理

润滑油的运行维护管理主要包括油温控制、防止空气进入系统、防止水分进入、液压油污染的防治等。

1．防止油温过高

机床液压系统中油液的温度一般希望在30~60⁰C的范围内；而工程机械的液压传动系统油液的工作温度一般在30~80⁰C的范围内较好。如果油温超过这个范围，将给液压系统带来许多不良的影响。

（1）油温升高的主要影响

油温升高后的主要影响有以下几点：

1）油温升高使油的粘度降低，因而元件及系统内油的泄漏量将增多，这样就会使液压泵的容积效率降低。

2）油温升高使油的粘度降低，这样将使油液经过节流小孔或隙缝式阀口的流量增大，这就使原来调节好的工作速度发生变化，特别对液压随动系统，将影响工作的稳定性，降低工作精度。

3）油温升高粘度降低后，相对运动表面间的润滑油膜将变薄，这样就会增加机械磨损，在油液不大干净时容易发生故障。

4）油温升高将使机械元件产生热变形，液压阀类元件受热后膨胀，可能使配合间隙减小，因而影响阀芯的移动，增加磨损，甚至被卡住。

5）油温升高将使油液的氧化加快，导致油液变质，降低油的使用寿命。油中析出的沥青等沉淀物还会堵塞元件的小孔和缝隙，影响系统正常工作。

6）油温过高会使密封装置迅速老化变质，丧失密封性能。

（2）防止油温过高的措施

从使用维护的角度来看，防止油温过高应注意以下几个问题。

1）使用粘度合适的液压润滑油，使用设备制造商推荐的粘度被证明是最好的，使用粘度高的油液，特别在周围环境温度比较低的地区使用，将引起流动摩擦力的增加和过热的产生。

2）如果系统中有软管，应当将其可靠地夹紧和定位，当变更一根软管使其太靠近车辆的变速箱或者靠近发动机都将引起软管过热，因此会导致通过它的油液过热，所以应避免使用长度尺寸不够的软管并确信所安装的软管没有突然的急弯，因为这也会增加油液流动的摩擦力，造成结果是油液的温度升高。

3）当泵、液压缸和其他元件磨损时，应及时更换，磨损的元件会造成泄漏的增加，结果会使泵在过长的时间内满流量输出，而油液通过狭窄的泄漏间隙会造成很大的压力降，满流量输出情况的时间的增加也增加了流体摩擦力产生的时间，因此，会使油液的温度增加。

4）保持液压润滑系统外部和内部的清洁，系统外部的污染物会隔绝和阻碍正常油液冷却，系统内部的污染物会引起磨损导致油液泄漏，两种情况的发生都会引起热量的产生。

5）经常检查油箱的液位，油位过低会造成系统没有足够的油液带走热量。

6）定期更换过滤器滤芯，避免过滤器堵塞。

7）回油背压过高也是油温过高的原因之一，应检查背压增加的原因并排除。

8）定时检查冷却器和定期对冷却器除垢。

2．防止空气进入系统

使用和维护液压润滑系统的过程中，防止空气进入油液对系统工作的可靠性和稳定性具有重大意义。

（1）空气进入系统的途径

空气进入液压润滑系统通常有混入式和溶入式两种方式。了解空气进入系统的途径，在液压系统设计、使用和维护过程中有利于制定防止空气进入系统的具体措施，以避免或尽量减少气泡对系统的危害。

空气进入液压润滑系统与油箱工作状态有密切关系。许多系统的油箱是采用气液接触式增压油箱，这将造成空气在液压油中的溶解度增大；液压油箱中的液面过低，加速了液压油的循环，使气泡排出困难，而且还将引起空气从外部进入油中；油箱上的吸油管的位置设计不当也有关。所以在油箱设计中要注意上述因素，并尽可能在结构上采用一些措施。

空气的进入与管路安装也有关系。若泵的进油管路漏气，则大量的空气会吸入；若系统回油管口高于油箱液面时，高速喷射的回油将空气带入油中，又经液压泵带入系统；各个油管接头密封不严或橡胶油管老化等使空气进入油中。

（2）气泡对液压润滑系统的危害

混入系统的空气，以直径0.05～0.5ｍｍ的气泡状态悬浮于油中，对系统的油的体积弹性模数和油的粘度将产生的严重的影响，随着系统压力升高，部分混入空气将溶入油中，其余仍以气相存在。当混入的空气量增大时，油的体积弹性系数则急剧下降，油中的压力波传播速度减慢，油液的动力粘度呈线性增高。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决定与气泡的尺寸大小，对液压系统将产生重大的影响。

1）泵的工作性能变坏。空气进入系统后，大大地恶化了泵和整个系统的工作条件，表现在泵性能变坏和寿命缩短。当液压泵吸入了液压油与空气的混合油液，在液压泵吸油管处，由于压力下降而析出已溶的气体，在液压泵高速旋转时，将造成油液不能充满油腔的现象，这不仅降低了液压泵的供油量和液压泵的效率，还会引起液压油液冲击、液压泵的气蚀损坏、管道压力脉动，以至产生由于液压油的不连续流动而引起的噪声。

例如，某ZB34液压泵在5000ｒ/min运行时，油箱未增压和管路直径为20ｍｍ时，其液压系统的流量小于28Ｌ/min，只有额定转速4000ｒ/min下的额定流量的2/3，同时出现了较大的压力脉动、振动和噪声。这就是由于液压泵吸入了液压油与空气的混合油液导致液压油不能充满油腔而产生工作性能变坏。

2）系统不能正常工作。在系统中没有空气混入的情况下，其油液的压缩率约为（5~7）×10^-10ｍ³/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，其压缩率便会大幅度增加，油液本身所具有的高刚度则大大减少，导致执行器动作失误，自动控制失灵、工作机构产生爬行，破坏了工作稳定性，严重地危害着系统的工作可靠性，甚至还会发生机械事故及危害人身的安全。

3）产生噪声和振动。空气浸入系统是产生噪声和振动的主要原因。当溶有空气的油流进管路或元件的特别狭窄地方时，速度急剧上升，压力急剧下降。当压力下降到低于工作温度下油液的气体分离压时，溶解于油中的气体迅速地大量分离出来，使油液中出现大量气泡。当气泡随油液流到压力较高的地方时，气泡被压缩而导致体积较小，此时在气泡内蓄积了一定的能量。当压力增高到某一数值时，气泡被压破裂，产生局部的液压冲击使系统产生振动，局部的压力可达几十兆帕，同时产生爆炸声。

4）导致气蚀的产生。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壁反复受到剧烈冲击而造成疲劳破坏，引起固体壁面的剥蚀，对系统的危害性很大。

5）加速油液的污染。油中的气泡或泡沫称为油的无形污染物，它对油的危害是相当严重的。它不但可使油液本身的刚度下降、容积效率减小、系统可靠性降低。油中气泡瞬间压缩或破火时近似于绝热压缩状态，还会使气泡温度急剧升高，引起油温升高（甚至使油液燃烧），导致油中的各种添加剂破坏，产生游离碳、酸质和胶泥状沉淀物，并造成油液发黑，加速了油质的劣化，同时还会使金属产生化学腐蚀作用。除此之外，油温升高还会油液的氧化，使油液的润滑性能下降，加速密封件的老化。

（3）防止空气混入液压润滑系统的技术措施

1）防止外部气体进入系统，使用中应经常检查油箱油量情况是否正常，避免发生吸空现象。油箱中液面高度，其高度应保持在油标刻线上。在最低面时吸油管口和回油管口，也应保证在液面以下，同时须用隔板隔开。同时，及时检查油液情况避免油液变质。

2）在维修安装中，必须排除元件及管路中空气，并应将吸油管及泵体灌满油液，保持油管的密封良好。

3）经常检查过滤器是否堵塞，以免吸油口压力过低而造成空气分离现象。

4）在设计系统时减少节流孔前后的压差。

5）在液压缸和管道上部设置排气装置，用以放掉系统中的空气。

6）大惯性的执行器在运动中因突然停止或换向时，会在进油腔形成空穴，为防止形成空穴,应设置补油回路。

7）可在油箱吸油侧的底部从中间隔板至箱壁间蒙上一层60~100目的金属网，把排回油箱中油液气体分离出来。

8）采用较大直径的吸油管，减少管道局部阻力防止泵产生空穴，同时采用大容量的吸油过滤器防止油液中混入空气。泵的吸油管与系统回油管口要尽可能的低，两者要有尽可能远的距离，并在两者之间加隔板或消泡网。

9）应尽量防止系统内各处的压力低于大气压力，同时应使用良好的密封装置，失效的要及时更换，管接头及各接合面处的螺钉都应拧紧，及时清洗入口滤油器。

10）必要时，检查并更换防尘圈和密封圈，如果没有采取措施及时地更换，将会导致空气泄漏。当更换密封圈和防尘圈时，应当选用制造商推荐的材料。

11）当安装软管时，要保证它们被牢固地支撑，振动的软管可能会造成管接头松弛，使空气进人系统，所以应定期检查软管的连接处和固定部位。压力油管泄漏是可见的，而吸油管路泄漏则是不可见的，假如由于空气存在引起泵的噪声，可以把油涂在吸油管处，一次一个接头，假如噪声消失，可以确信这个管接头产生泄漏了。

12）当维修和重装元件时，一定要工作仔细，密封不合适会导致泄漏，马马虎虎的工作，带来的后果是系统不可靠的工作和费用非常高的重新修理。

13）选取致度合适的工作介质，油的粘度太高，对控制的反应有减慢的趋向，也会造成流体摩擦增加使系统的油温升高，或者造成液压泵吸空，从而增加泡沫的形成。

来源：《规范化的设备润滑管理》

主编：李葆文

出版社：机械工业出版社