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防止空气进入系统

2011-08-02 16:40设备大视野人气：307

防止空气进入系统是润滑油的运行维护管理的重要内容。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；与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取一些措施。

空气的进入与管路安装也有关系。若泵的进油管路漏气，则大量的空气会被吸入；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，以直径为0.05~0.5mm的气泡状态悬浮于油中，对系统油的体积弹性模量和油的粘度将产生严重的影响，随着系统压力的升高，部分混入空气将溶入油中，其余仍以气体存在。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其与气泡的尺寸大小，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，表现为泵性能的变坏和寿命的缩短。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，甘ZB34液压泵以5000r/min运行时，油箱未增压，管路直径为20mm，其液压系统的流量小于28L/min，只有额定转速为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。这是由于液压泵吸入了液压油与空气的混合油液，导致压油不能充满油腔而使工作性能变坏。

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 -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，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中特别狭窄的地方时，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，溶解在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力，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灭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的腐蚀作用。除此之外，油温升高还会导致油液的氧化，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中油量的情况是否正常，避免发生吸空现象。油箱中液面的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。另外及时检查油液情况，避免油液变质。

2）在维修安装中，必须排除元件及管路中的空气，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）在液压缸和管道的上部设置排气装置，用来放掉系统中的空气。

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，把排回油箱中的油液所含的气体分离出来。

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。泵的吸油管口与系统的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，及时清洗入口处的过滤器。

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。更换密封圈和防尘圈时，应当选用制造商推荐材料。

11）安装软管时，要保证它们被牢固支撑，振动的软管可能会造成管接头松驰，使空气进入系统，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，可以确认这个管接头产生了泄漏。

12）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，使系统工作不可靠。

13）选取粘度合适的工作介质，油的粘度太高，对控制的反应有减慢的趋向，还会引起流体摩擦的增加，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。

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