工程机械液压油污染分析

姜 鹏

（辽宁瀚石机械制造有限公司，辽宁 阜新 123000）

露天矿山工程机械大多数采用全车液压驱动，可以说液压油是整个露天矿山工程机械的血液，起着重要的作用。液压油对于工程机械来说不仅具有传递动力，还具有润滑性，可以减少元件间的摩擦，同时，液压油通过自身的循环，还可以带走液压系统中的热量，起到给液压元器件降温的作用。但是，液压油一旦发生污染，会严重影响液压系统的工作性能，还会缩短液压元件的使用寿命，据不完全统计，液压系统工作中的故障率80%以上是由于液压油的污染造成的。露天矿山工作环境恶劣，更容易造成液压油的污染，因此，露天矿山机械液压油的污染的控制显得尤为重要。

1 液压油污染的原因及危害

1.1 污染的原因

1）液压油氧化变质。露天矿山工程机械在工作时，液压系统由于各种压力损失产生大量的热量，使系统液压油温度上升，系统温度过高时液压油容易氧化变质[1]。

2）液压油中混入水分。经常由于使用与维护不当，或者液压油箱密封不严，导致液压油箱中进入了水分，液压油中混入水分后，将降低液压油的黏度，同时液压油的润滑性能也降低，并促使液压油氧化变质[2]。

3）液压油中混入空气。液压油能溶解部分空气，有时还会吸入气泡。空气混入液压油中可加快液压油氧化变质，还会引起噪声、气蚀、振动等[3]。

4）液压油中混入杂质。①液压元器件安装过程中混入的杂质；②液压油氧化后，导致金属元器件磨损，产生的杂质；③液压元器件使用过程中脱落的金属杂质，如当液压缸长时间使用时，如果发生磨损，在活塞杆与前缸头接触的过程中，或活塞与缸筒接触的过程中，会产生金属杂质。

1.2 污染的危害

1）改变油液的黏度。①如果液压油黏度增大，造成液压油运输的阻力增大[4]，导致产生大量的热量，从而导致液压油进一步污染；②当液压油黏度降低时，液压系统的泄漏量变会增大，从而导致液压系统的效率大幅下降，产生更多的热量，液压油黏度降低，同时液压油的润滑性能也会减小，造成液压元器件的磨损[5]。

2）加速液压元器件的磨损。当油液乳化变质后，会产生有机酸，使液压元器件产生磨损，从而产生固体污染物，物体污染物会损坏液压元器件的密封，例如损毁液压油缸的密封圈，从而导致液压缸密封效果不好，出现漏油现象，还会有空气进入液压系统，导致液压油进一步污染；固体污染物还会导致卡阀、加速液压泵、马达磨损等液压问题[6]。

2 液压油污染的控制

2.1 控制液压油的工作温度

液压油温度过高或者过低都会加速液压油的污染。液压油温度过低，会导致液压油的黏度过大，从而导致液压油的污染，所以在寒冷的季节当液压油温度较低时，在启动设备之前，对液压油进行预热处理，当达到合适的温度后再启动设备。液压油温度过高，对油液的污染会更加严重[7]，从设计、使用与维护使用方面来看，防止油温过高，可采取以下措施：

1）在液压系统回油路安装冷却器，对液压油进行降温处理。

2）闭式液压系统一定在马达附近安装有热溢流阀，从而将系统中的热油排回油箱，同时通过补油泵补充冷油进入液压系统。

3）注意保持油箱中的液压油量。一般要求油面高度达到油箱高度的80%[8]，以满足油箱有足够的散热面积和油液有足够的循环冷却条件。

4）根据使用油泵的具体要求和不同季节选用黏度适宜的液压油。如冬天选用黏度较小32＃或航空1＃油，夏季使用黏度较大46＃或68＃液压油。

5）安装温度自动控制系统，当温度升高时，自动打开冷却器，当温度超过设定的最大温度时，系统自动停机，停止工作。

2.2 防止污染物混入液压系统

1）防尘防水。在液压系统的油箱上装有空气滤清器，从而防止尘土、水分的进入。

2）防杂质。液压系统在装配过程中，防止焊渣等杂质进入液压系统，对液压管路进行清洗后再进行安装。

3）新油过滤。液压系统在安装完成后，注入新油准备调试时，新油必须加油小车经过有效的过滤[9]。

4）更换滤芯。系统运行时，回油要经过过滤器过滤，等系统运行和冲洗完成后，更换新的液压过滤器滤芯。

5）检修与更换元件。液压系统在使用过程中，需要检修或更坏元件时，一定保证检修或更换过程中环境的清洁度，防止异物进入液压系统。

2.3 液压油的过滤和净化

为了控制油液的污染度，要根据系统和元件的不同要求，分别在吸油口、压力管路、回油回路等处安装有过滤器。

在泵的吸油口处安装粗精度的吸油过滤器，保证进入泵的液压油的清洁度，为了达到更好的过滤精度，常在吸油过滤器附近装有磁铁，从而保证金属性杂质不能进入液压系统。

在泵的出油口常装有高压过滤器，保证进入液压阀和液压油缸、液压马达等油液的清洁度，防止由于液压油污染导致液压系统故障的发生。

在液压系统的回油路装有10 μm 的回油过滤器，从而保证液压系统运行过程中产生的杂质不能进入到油箱，防止对液压系统造成二次污染。为了达到更好的过滤效果，可以选用带有磁铁式的回油过滤器，磁铁式的回油过滤器更容易去除掉液压系统中的金属杂质。

2.4 定期检查清洗和更换液压油

液压油在使用过程中，定期对液压系统各密封处、接头处进行检查处理，对液压系统的液压油进行检查分析[10]。控制油液污染的另一个有效方法是定期清除滤网、滤芯、油箱、油管及元件内部的污垢。在拆装元件、油管时也要注意清洁，对所有油口都要加堵头或塑料布密封，防止脏物侵入系统[11]。

如果液压油污染严重，需要对液压油进行更换，在液压油更换时，要从根本上解决液压清洁度的问题，因为即使抽光液压系统油箱的液压油，但仍然有30%以上的旧油存在液压系统中，当新油注入后，必然受到系统里残留旧油污染[12]，从而大大降低液压油清洁度，因此换油是解决不了提高液压油清洁度的问题。所以在更换完液压油后，再进行循环过滤，这样就可以从根本上提高液压油的清洁度[13]。

2.5 采用液压油污染度在线监测技术

为了防止由于操作者的疏忽与管理的不到位，导致液压油污染严重，可以在工程机械安装液压油污染度监测系统，随时监测液压油在使用过程中的污染程度，同时根据液压油的污染程度，通过控制器来控制液压系统的工作与否，当液压系统油液污染严重时，或者滤芯堵塞严重、损坏时，进行报警处理，如果操作者在报警后仍不做处理，设备进行自动停机处理，从而减少由于操作人员发现后不处理而导致的液压油污染加剧，进而对液压系统造成更大的危害[14]。

3 应用实例

锡盟项目部全液压钻机在使用过程中，多次发生故障，比如行走跑偏、液压动作联动、液压泵输出流量不平稳等诸多液压问题，经过现场维修发现，该工程机械的液压系统油液清洁度不达标，导致换向阀液压阀阀芯换向不流畅，发生卡顿现象，造成液压系统的联动问题。由于液压油液清洁度不达标，导致多路阀的压力补偿阀产生较大的划痕，导致流量分配不均，发生行走跑偏现象，液压泵输出流量不平稳，也是由于液压油清洁度不够，杂质进入到了变量泵的变量机构中，从而导致变量不顺畅，发生输出排量不平稳问题。针对上述诸多问题，需要更换液压油和滤芯，同时对现场操作人员进行培训，并在钻机回油上安装清洁度检测系统。经过2 年多的使用，锡盟项目部钻机液压系统没有由于油液清洁度不达标而发生液压系统故障，液压故障率大幅下降，提高了设备的使用效率。

4 结语

简述了露天矿山机械液压油的污染与控制。经过实践证明，提出的油液控制方案对露天矿山机械液压油污染的控制具有良好的效果，可使工程机械液压系统正常工作，提高了机械的寿命和使用价值。