馮春凌

（洛陽拖拉機研究所有限公司，河南 洛陽 471039）

拖拉機整機各系統(tǒng)的清潔度已經(jīng)成為拖拉機功能、性能、可靠性、壽命的重大影響因素。目前國內(nèi)拖拉機各系統(tǒng)的清潔度控制方法仍沿用稱重法。隨著國內(nèi)拖拉機技術的發(fā)展，各種電液控制部件的應用和精密元件的使用，稱重法已不能適應系統(tǒng)清潔度控制需要，急需研究新的系統(tǒng)清潔度指標的選擇控制方法。

1 拖拉機清潔度要求的重要性

拖拉機帶油液的系統(tǒng)主要有液壓提升系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)等。拖拉機制造過程的各個工序如澆鑄、加工、裝配、涂裝、試運行等，每一工序結束都會殘留下一些固體污染物（雜質(zhì)）。這些固體污染物如果在裝配和使用前不經(jīng)過有效清理并達到各系統(tǒng)用油的清潔度限值，那么系統(tǒng)運轉過程中，固體雜質(zhì)會隨著油液侵入配合表面、運動副，而造成硬粒磨損、精密運動件的卡滯、運動部件損傷、密封圈漏油、濾清器堵塞等現(xiàn)象，嚴重時會造成產(chǎn)品報廢或釀成安全事故。清潔度限值超標引發(fā)的主要問題有：泵的精密工作面和密封面的磨損，引起泵容積效率下降和提前失效；控制閥和比例閥的閥芯產(chǎn)生卡滯或動作遲滯，不能按照預定要求提供及時準確的工作油壓，造成被控制元件的動作過程變形、功能失效和零件損壞；齒輪、軸承的精密表面被劃傷，引起早期磨損、定位精度下降、提前失效和損壞。因此，為了保證整機各系統(tǒng)的正?？煽抗ぷ骱皖A期壽命，必須規(guī)定各系統(tǒng)中零件、元件、系統(tǒng)的清潔度限值。

2 拖拉機清潔度的保障現(xiàn)狀

清潔度，是指采用適當?shù)姆治龇椒y得的元件或零件的濕表面上收集到的固體污染物（雜質(zhì)）數(shù)量或特征，或懸浮在液體工作介質(zhì)中的固體污染物的數(shù)量或特征。目前國家標準規(guī)定了四種基本的清潔度污染物測定分析方法：稱重法、顆粒尺寸法、化學成分法和顆粒尺寸分布法。前三種分法分別檢測被測物表面搜集到的固體顆粒污染物的總質(zhì)量、顆粒最大尺寸、顆粒某種化學成分，是針對零件或元件的分析，用于監(jiān)控污染物控制過程。顆粒尺寸分布法檢測固體顆粒污染物的顆粒尺寸和數(shù)量的分布情況，常用于裝配后的系統(tǒng)和流體的最終清潔度檢查，也可作為對零件或元件表面的清潔度要求。

目前與拖拉機液壓提升系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、轉向系統(tǒng)等相關系統(tǒng)的清潔度標準是200 0年以前所制訂，系統(tǒng)清潔度沿用稱重法控制。系統(tǒng)清潔度規(guī)定拖拉機單位功率或箱體內(nèi)注入的潤滑油單位體積所允許的固體污染物質(zhì)量限值（m g/k W或m g/L），用于產(chǎn)品出廠和大修后的驗收。零件、元件清潔度，采用稱重法控制，規(guī)定單個零件的固體污染物質(zhì)量限值，用于成品出廠前的驗收。液壓系統(tǒng)元件一般參照行業(yè)標準進行確定，而傳動系統(tǒng)零件無明確標準，一般根據(jù)系統(tǒng)清潔度指標分解。采用稱重法只控制污染物總質(zhì)量，并不控制污染物的顆粒體積大小。

2000年以前，國內(nèi)生產(chǎn)的拖拉機幾乎全部是73.5kW（100馬力）以下的中小功率拖拉機，采用機械液壓提升系統(tǒng)，帶力位調(diào)節(jié)提升器或強壓入土提升器，精密零件主要為齒輪泵、分配器、常規(guī)液壓閥、濾清器等；傳動系統(tǒng)為不帶循環(huán)潤滑的機械傳動系，精密零件主要是軸承、齒輪等。因此通過控制固體污染物總質(zhì)量，是可以保證系統(tǒng)的正常工作的。2000年以后，功率73.5kW（100馬力）以上拖拉機開始大量生產(chǎn)。帶低壓循環(huán)潤滑系統(tǒng)的傳動系、帶電液控制系統(tǒng)的機械傳動系和動力換擋傳動系被陸續(xù)推出，電控液壓提升系統(tǒng)、閉心負荷傳感變量提升系統(tǒng)也開始采用。這些系統(tǒng)中采用了變量柱塞泵及馬達、電磁比例閥和開關閥、齒輪泵、濾清器、濕式離合器等精密元件，其較精密處的配合尺寸甚至在10μm以下，對油路中的固體污染物顆粒尺寸及數(shù)量非常敏感。一旦超過允許尺寸的固體污染物顆粒數(shù)量過多，極易造成泵失效和閥芯卡滯或動作遲滯，引起被控制元件的動作過程變形和零件損壞。因此，隨著拖拉機系統(tǒng)中精密元件的使用，需要對固體污染物同時進行顆粒尺寸及數(shù)量的控制。

顆粒尺寸分布法是目前國內(nèi)工程機械行業(yè)產(chǎn)品、國外先進拖拉機產(chǎn)品普遍采用的系統(tǒng)清潔度控制方法。這些產(chǎn)品的系統(tǒng)中普遍采用比例閥、開關閥、濕式離合器、齒輪泵、變量泵等精密元件。顆粒尺寸分布法系統(tǒng)清潔度規(guī)定了單位油液體積（mL）所含三種尺寸范圍（≥4μm，≥6μm，≥14μm）的顆粒數(shù)量限值，限值用油液中固體顆粒污染等級代碼表示。顆粒尺寸分布法同時控制污染物的顆粒尺寸及數(shù)量，保證了對顆粒尺寸及數(shù)量敏感的電磁閥、變量泵等元件的正?？煽抗ぷ鳎梢宰鳛檠b配后的系統(tǒng)和流體的最終清潔度檢查，用于產(chǎn)品出廠和大修后的驗收。

對于零件、元件清潔度，國內(nèi)工程機械產(chǎn)品仍采用稱重法控制。而國外先進拖拉機產(chǎn)品的零件、元件清潔度，除了采用稱重法規(guī)定單個零件的固體污染物質(zhì)量限值，有時對較重要零件也同時采用顆粒尺寸法規(guī)定污染物的最大顆粒尺寸限值。

總之，目前拖拉機行業(yè)所采用的稱重法控制系統(tǒng)清潔度，已不能滿足電控提升系統(tǒng)、負荷傳感變量提升系統(tǒng)、動力換擋傳動系、帶電液控制的機械換擋傳動系的使用要求，應采用顆粒尺寸分布法來控制系統(tǒng)清潔度。

3 拖拉機清潔度指標的制訂原則

拖拉機各系統(tǒng)的清潔度限值指標，應根據(jù)系統(tǒng)中最精密元件對油液的固體污染物的敏感程度和系統(tǒng)控制精度的需要而定，或按照主要精密元件產(chǎn)品說明書的要求而定。在制訂特定拖拉機系統(tǒng)的清潔度限值時，應首先分析系統(tǒng)的主要精密元件，考慮零件或元件的性能、可靠性和耐久性需要，并參考相關企業(yè)、行業(yè)、國家、國際的標準和參考同類零件或元件的數(shù)據(jù)。

通過研究分析，歸納出表1、表2所列幾種典型的拖拉機液壓提升系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)類型，并推薦系統(tǒng)清潔度限值。表1表2中數(shù)據(jù)參考了工程機械行業(yè)、液壓行業(yè)的現(xiàn)行標準及國外拖拉機產(chǎn)品的有關數(shù)據(jù)。

表1 液壓提升系統(tǒng)的推薦油液清潔度限值

表2 傳動系統(tǒng)的推薦油液清潔度限值

對拖拉機如轉向系統(tǒng)、前驅動橋、獨立后驅動橋等獨立用油系統(tǒng)，油液清潔度也可參考上表制訂。當幾種系統(tǒng)共用油箱時，應按照要求最嚴格的系統(tǒng)來確定合油系統(tǒng)的清潔度限值。

對于零件、元件的清潔度限值選擇，推薦仍然采用稱重法，規(guī)定單個零件的固體污染物質(zhì)量限值。各零件的清潔度限值應根據(jù)滿足系統(tǒng)清潔度的需要進行分解，并根據(jù)生產(chǎn)運行驗證的實際結果進行調(diào)整。拖拉機液壓系統(tǒng)零件可按現(xiàn)行的液壓行業(yè)標準制訂，但精密系統(tǒng)中零件、元件的固體污染物質(zhì)量限值應相應減小。

4 拖拉機清潔度指標控制方法

對于拖拉機各系統(tǒng)的清潔度控制，應根據(jù)引起系統(tǒng)清潔度超標的固體污染物（雜質(zhì)）來源，采取針對性的有效措施。系統(tǒng)的固體污染物（雜質(zhì)）主要來源有：鑄鍛造零件殘留在表面的型砂顆粒及粉末、飛邊毛刺；零件在加工、貯藏、運輸過程中，殘留的切屑、毛刺、焊渣、油漆、防腐劑、氧化物、灰塵等雜質(zhì)碎末；裝配過程中混入的工具碎屑、密封膠、非金屬雜物、灰塵；運轉清洗過程中脫落的箱體內(nèi)壁防銹油漆、鑄造砂粒，運動件表面磨屑；加入清潔度限值超標的液壓油時，油液中含有的過量固體雜質(zhì)；油液超長時間使用后，變質(zhì)產(chǎn)生的油泥雜質(zhì)。由于污染物來源復雜，因此要有效控制系統(tǒng)清潔度，需要從設計、制造和裝配、使用等多個環(huán)節(jié)著手進行。

設計時應按照系統(tǒng)的類型合理選擇系統(tǒng)清潔度限值和零件、元件的清潔度限值，并明確寫入產(chǎn)品技術文件和圖紙中，作為成品的驗收檢查依據(jù)。為保證關鍵元件正常工作，應根據(jù)需要在吸油管路、回油管路和關鍵元件之前設計安裝不同性能的過濾器，盡可能濾除固體污染物。系統(tǒng)的通氣塞等要有過濾裝置以防止外部污染物進入。在零件設計時，合理選擇運動副表面的加工處理方法，提高配合表面的粗糙度、硬度、表面質(zhì)量，增加銳角倒棱等。

制造過程中，應按照零件清潔度要求編制合理的去毛刺、清潔清洗工藝并嚴格保證零部件成品的清潔度限值；所有接觸油的零件表面選擇合適的防銹油和防銹油漆。裝配過程應在清潔的環(huán)境中進行并注意防塵；系統(tǒng)組裝后對系統(tǒng)進行足夠時間的循環(huán)沖洗和過濾凈化，濾除產(chǎn)生的污染顆粒并達到系統(tǒng)清潔度限值；系統(tǒng)的油液應過濾后加注并防止臟油污染。

使用過程中，根據(jù)使用環(huán)境選擇合適的潤滑油，并控制工作時油溫防止高溫使油液老化和析出污染物，必要時增加潤滑油散熱器。應按照使用說明書要求，定期檢查和及時更換濾芯，除非濾芯上有明確說明，否則濾芯不可沖洗后重復使用。定期檢查和及時更換油液，更換油液時應對系統(tǒng)進行清洗，并杜絕臟油污染。

［1］GB/T20110-2006，液壓傳動零件和元件的清潔度與污染物的收集、分析和數(shù)據(jù)報告相關的檢驗文件和準則［S］.

［2］NJ402-1986，拖拉機清潔度限值［S］.

［3］GB6231-1986，拖拉機清潔度測定方法［S］.

［4］JB/T7929-1999，齒輪傳動裝置清潔度［S］.

［5］JB/NQ217.1-1990，農(nóng)用輪式拖拉機傳動系統(tǒng)產(chǎn)品質(zhì)量分等質(zhì)量等級［S］.

［6］JB/T7858-2006，液壓元件清潔度評定方法及液壓元件清潔度指標［S］.

［7］JB/T5998-2007，拖拉機液壓提升器技術條件［S］.

［8］GB/T14039-2002，液壓傳動油液固體顆粒污染等級代號［S］.