羅時輝

(洪氏(天津)國際貿(mào)易有限公司,天津 300457)

液壓油的選擇和維護(hù)對精密注塑機的重要性

羅時輝

(洪氏(天津)國際貿(mào)易有限公司,天津 300457)

文章著重介紹液壓油的選擇與維護(hù)對精密注塑機的重要性。精密注塑機不僅需要選擇性能優(yōu)異的液壓油，而且需要對運行中液壓油進(jìn)行有效地維護(hù)。二者是相輔相成、缺一不可的。對液壓油的良好維護(hù)不僅可以確保精密注塑機的平穩(wěn)和無故障運行，而且可以為企業(yè)降低維護(hù)費用，減少有計劃和無計劃的停產(chǎn)時間，從而提升企業(yè)的生產(chǎn)力和市場競爭力。

瓶坯注塑機；液壓油；維護(hù)；污染；液壓系統(tǒng)；伺服閥；腐蝕；顆粒；清潔度

0 引言

我國每年消耗數(shù)以億計的瓶裝飲料、礦泉水，而這些裝礦泉水、飲料的PET瓶是由注塑機(又稱瓶坯機)和吹瓶機制造出來的。目前國內(nèi)擁有大量的國產(chǎn)和進(jìn)口瓶坯注塑機，要使用大量的高性能液壓油。

PET瓶注塑機是一種非常精密的機器，對液壓油的性能和質(zhì)量要求非常嚴(yán)格。如果液壓油的選用和維護(hù)不好，會給瓶坯注塑機的平穩(wěn)運行帶來嚴(yán)重影響，也會給企業(yè)的正常生產(chǎn)帶來極大的困擾。一臺瓶坯注塑機的年維修費用包括液壓油費用在30～40萬元之間，而大型的飲料企業(yè)瓶坯注塑機可多達(dá)150多臺，因此選擇符合規(guī)定要求的液壓油至關(guān)重要。此外，性能優(yōu)良的液壓油除了可以有效地減少設(shè)備磨損，降低配件購買費用和設(shè)備維護(hù)費用外，還可以減少企業(yè)有計劃和無計劃的停產(chǎn)時間，提高生產(chǎn)力和市場競爭力。

按動力系統(tǒng)來分，注塑機有三種類型：全液壓注塑機、液壓/電動注塑機和全電動注塑機，其中液壓或電動是對動力驅(qū)動系統(tǒng)來說的。三類注塑機設(shè)備在性能上各有優(yōu)缺點。本文著重介紹液壓油的選擇對第一、第二類注塑機的重要性和影響。

注塑機是一種重負(fù)荷設(shè)備，工作時間長，在生產(chǎn)旺季是一天24 h運轉(zhuǎn)的，這對所使用的液壓油來說是一種嚴(yán)峻考驗。根據(jù)不同的設(shè)備制造商(OEM)和生產(chǎn)能力不同，注塑機液壓系統(tǒng)的尺寸大小有較大的區(qū)別，因此液壓油箱的容量也不一樣。一般來說，純液壓注塑機液壓系統(tǒng)可容納2000多升液壓油(包括管線中液壓油)，電動/液壓注塑機可以容納1000 L左右。不同品牌瓶坯注塑機所用液壓油的黏度等級也不一樣，常用的有ISO 32、ISO 46和ISO 68。

在實際生產(chǎn)中，瓶坯注塑機由于比較嬌貴容易產(chǎn)生故障，從而導(dǎo)致用戶和設(shè)備廠家之間產(chǎn)生糾紛，用戶指責(zé)注塑機廠家的設(shè)備性能不好。而設(shè)備廠家則指責(zé)用戶在液壓油的選用、維護(hù)方面工作沒有做好，因此各執(zhí)一詞。由此可見，液壓油對注塑機的重要性和影響可見一斑。排除注塑機制造、安裝和操作的因數(shù)外，液壓油的性能對注塑機至關(guān)重要，一種性能優(yōu)良的液壓油在使用過程中如果得到良好的維護(hù)，可以確保注塑機平穩(wěn)、無故障地運行，從而可以確保企業(yè)生產(chǎn)的正常進(jìn)行。液壓油的選擇與維護(hù)是確保其高性能的有機組成部分，不可分割。下面就液壓油的選擇和維護(hù)作比較詳細(xì)的闡述。

1 液壓油的選擇

瓶坯注塑機是一種高精密機器，其液壓元件特別是伺服閥對液壓油的污染特別敏感，因此在油品的選用方面，除了要求具備常規(guī)HLP液壓油(DIN 51524 part 2)規(guī)定的性能外，還提出了下列額外的要求。

1.1 低鋅或無鋅液壓油

含鋅液壓油具有優(yōu)異的抗磨性能，但其也存在下列二個問題：第一、不能用于貴重金屬制成的零部件如銀、銅等，而一些液壓元件是由銅或銀制造的；第二、鋅會對水生物產(chǎn)生影響，對于環(huán)境敏感地區(qū)不適用。在美國含鋅油品是不允許通過水路或航空運輸?shù)摹?/p>

國外著名品牌的瓶坯注塑機在產(chǎn)品手冊中，規(guī)定液壓系統(tǒng)必須使用無鋅液壓油，或建議使用無鋅或低鋅液壓油，否則一旦設(shè)備出了問題，設(shè)備生產(chǎn)廠家不納入保修范圍。瓶坯注塑機制造商為什么要選用低鋅或無鋅液壓油呢？這是因為其液壓系統(tǒng)中的熱交換器管路是用銅制造的或是鍍銅的，或液壓元件是由銅或銀制造的。而高含鋅量的液壓油中的鋅會對銅或銀產(chǎn)生腐蝕。

當(dāng)液壓油中鋅含量大于400 μg/g時，鋅就會對銅產(chǎn)生腐蝕，隨著時間的推移，油中的銅含量會大幅增加。作為顆粒污染，油中的銅不會對機器造成威脅。但當(dāng)液壓油中銅含量大于100 μg/g時，會加速液壓油的氧化。一般來說，液壓油的換油周期是一年(或運行8000 h)，油品的加速氧化會導(dǎo)致油品的性能下降，產(chǎn)生的酸性物質(zhì)、油泥及雜質(zhì)會堵塞伺服閥等液壓元件的微孔，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)不能正常運行，故障頻繁產(chǎn)生，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的正常運行。

1.2 不宜選用抗燃液壓油和含重金屬液壓油

一般來說，瓶坯注塑機不推薦使用抗燃或燃點更高的液壓油，因為這些液壓油可能與密封件不相容，導(dǎo)致液壓系統(tǒng)泄漏和液壓部件過度磨損；不使用含重金屬的液壓油是因為重金屬對人體有毒有害，會對環(huán)境造成重大影響，增加廢液壓油的處理難度。

1.3 高清潔的液壓油

液壓系統(tǒng)的故障70%是由液壓油的顆粒污染(金屬磨屑、雜質(zhì)、灰塵顆粒、纖維等)引起的，顆粒污染會增加液壓系統(tǒng)磨損，導(dǎo)致污染物成幾何級數(shù)增加，形成惡性循環(huán)，是液壓系統(tǒng)故障的主要根源。有一家大型飲料生產(chǎn)企業(yè)，在對近150多臺瓶坯注塑機液壓系統(tǒng)取樣化驗過程中，發(fā)現(xiàn)90%以上的液壓油清潔度不合格，注塑機經(jīng)常發(fā)生故障而停產(chǎn)維護(hù)，造成了很大的損失。所以控制液壓油的顆粒污染，對確保瓶坯注塑機平穩(wěn)、無故障運行至關(guān)重要。

由于液壓系統(tǒng)壓力大、液壓油流速高，顆粒污染一方面會對液壓元件如泵、閥和管路造成沖蝕和磨損，另一方面會使伺服閥等閥門堵塞或卡住，導(dǎo)致調(diào)節(jié)過程無法控制，因此要選用高清潔的液壓油。哈斯基(Husky)注塑機要求運行中的液壓油的清潔度達(dá)到ISO 4406 14/12/10標(biāo)準(zhǔn)，最低不能低于17/14/11標(biāo)準(zhǔn)。

1.4 優(yōu)異的油水分離性能

液壓油的油水分離性能對瓶坯注塑機來說十分重要。如果油品的油水分離性能差，液壓系統(tǒng)的冷凝水或泄漏的冷卻水會導(dǎo)致油品乳化，乳化后液壓油會加速變質(zhì)和水解，其所形成的油膜強度會顯著降低，導(dǎo)致液壓元件磨損加劇。另外，液壓油中水分會導(dǎo)致油品過濾困難。

1.5 良好的過濾性

液壓油的可過濾性對瓶坯注塑機來說至關(guān)重要，良好的過濾性可以極大地減少液壓油中顆粒污染物，有效降低液壓系統(tǒng)的故障率；還可以加速油品的循環(huán)，在一定程度上降低液壓系統(tǒng)的工作溫度。

瓶坯注塑機一般要求濾油小車濾芯和液壓系統(tǒng)濾芯對于3 μm的粒子過濾精度β3≥1000，其曲線如下圖。圖1顯示不同過濾等級的濾芯的過濾性能。X軸表示顆粒的大小(μm), y軸表示油品的過濾性能βX (0)( ISO 16889 )。

圖1 不同過濾等級濾芯的過濾性能

1.6 選擇高苯胺點的液壓油

由于瓶坯注塑機系統(tǒng)工作壓力很高，一般在18 MPa以上，因此要求液壓油與密封件有優(yōu)異的兼容性，否則會導(dǎo)致大量的油品泄漏，不但會污染工作場地、增加液壓油的用量，還會導(dǎo)致停工停產(chǎn)，甚至可能發(fā)生安全事故。油品苯胺點越高，與密封件的兼容性越好。

1.7 不同品牌的液壓油不能混用

不同品牌的液壓油所采用的添加劑包(系統(tǒng))有一定的差異，混合后很可能相互發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，導(dǎo)致油品性能下降，還會導(dǎo)致油品產(chǎn)生沉淀或渾濁或分層，從而加速液壓元件的磨損。

1.8 嚴(yán)格的液壓油報廢標(biāo)準(zhǔn)

由于瓶坯注塑機對液壓油的要求非常嚴(yán)格，因此對其報廢指標(biāo)要求也非常高。表1列出的是哈斯基瓶坯注塑機對液壓油的報廢要求。

表1 哈斯基瓶坯注塑機對液壓油的報廢要求

注：當(dāng)油品指標(biāo)達(dá)到任何警報極限時，液壓油即被視為已經(jīng)達(dá)到壽命極限。

2 液壓油的維護(hù)

使用高質(zhì)量的液壓油是機器獲得最佳性能和最高可靠性的關(guān)鍵。液壓油的換油周期一般長達(dá)一年(或8000 h運行時間)。在這個漫長的過程中，日常維護(hù)是提升液壓油使用性能的重要措施。一般建議每半年(或機器每運行4000 h)對液壓油的清潔度監(jiān)測一次。液壓油的維護(hù)工作包含以下幾個方面。

2.1 液壓油運行溫度的控制

瓶坯注塑機對溫度比較敏感，理論上來說其液壓系統(tǒng)中液壓油運行溫度越低越好，但溫度過低，油品黏度會增大，導(dǎo)致油品過濾困難。此外，也會使得油泵吸油困難，容易造成氣蝕、液壓系統(tǒng)工作壓力偏低，動力損失增大。

一般來說，瓶坯注塑機液壓系統(tǒng)的工作溫度在47～53 ℃比較適宜，最高不能超過55 ℃(不同品牌的注塑機有一定的差異)。工作溫度過高會引起一系列不良后果：(1)會導(dǎo)致液壓油的黏度下降，滲漏和滴漏增加，降低容積效率，影響工作機構(gòu)的正常運動；(2)會加速液壓油氧化變質(zhì)。潤滑油氧化速度與工作溫度成正比，氧化產(chǎn)生的氧化物油泥和雜質(zhì)會堵塞液壓元件中的微孔或縫隙，使之不能正常工作；(3)會引起熱膨脹系數(shù)不同材質(zhì)的相對運動零件之間的間隙變小，甚至卡死；(4)還會引起設(shè)備的熱變形，破壞原有精度，從而影響瓶坯的質(zhì)量。

對用戶來說，瓶坯注塑機液壓系統(tǒng)是無法改變的，所以油品的工作溫度是不能通過更改設(shè)備的結(jié)構(gòu)、尺寸或零部件來控制的。此外，設(shè)備制造商(OEM)通過大量的試驗，已確定液壓系統(tǒng)油品的黏度等級，如果更改油品黏度會產(chǎn)生不利影響，所以也不能通過降低黏度間接地達(dá)到降低工作溫度的目的。

有一家飲料廠的瓶坯注塑機規(guī)定使用ISO 46黏度等級的液壓油，但使用后發(fā)現(xiàn)油品清潔度達(dá)不到規(guī)定要求。于是該廠嘗試使用ISG VG 32液壓油，由于黏度小，過濾相對容易，清潔度達(dá)到了OEM的規(guī)格要求，雖然故障率明顯減少，但液壓系統(tǒng)會產(chǎn)生泄漏，導(dǎo)致管接頭處產(chǎn)生漏油和滲油現(xiàn)象。

要控制液壓系統(tǒng)的工作溫度只能從三個方面著手：一、通過加大或減少冷卻水的流量，控制液壓油的溫度；二、控制環(huán)境溫度，比如在夏季通過空調(diào)系統(tǒng)控制瓶坯車間的溫度；三、減少瓶坯注塑機的連續(xù)工作時間，使液壓系統(tǒng)有一個自然冷卻的間隔時間。因為瓶坯注塑機都十分昂貴，加上車間場地的限制，企業(yè)不可能通過購置多臺設(shè)備來達(dá)到上述目的。因此，控制液壓系統(tǒng)工作溫度主要依靠前面二個方法，尤其是第一個方法。

2.2 污染物的控制

前文提到液壓系統(tǒng)故障70%是由液壓油污染造成的，因此油中污染物的控制是確保系統(tǒng)平穩(wěn)工作的重中之重。油品清潔度一般是檢測幾微米到十幾微米的顆粒，而裸眼可以看到的最小顆粒為80 μm，所以在日常維護(hù)中，表觀上看設(shè)備很干凈，但實際仍然會造成顆粒污染。那么如何控制液壓油中的污染物呢？

(1)液壓油的儲存：液壓油應(yīng)存放在室內(nèi)，防止受到室外雨雪、灰塵的污染，有條件的企業(yè)可將油桶平放在貨架上。

(2)加油和換油：加油前要用不掉棉屑的清潔干布擦拭油桶表面，將濾油小車與油桶口及加油口迅速連接，濾油小車濾芯的精度為β3≥1000。加油到規(guī)定的刻度后，使用濾油小車對液壓系統(tǒng)中新加的液壓油進(jìn)行循環(huán)過濾，直至過濾車上的顆粒計數(shù)器顯示達(dá)到 14/12/10為止。見圖2。

圖2

(3)按照規(guī)定定期更換液壓系統(tǒng)的濾芯。濾芯要使用設(shè)備制造商規(guī)定的原廠產(chǎn)品，不能使用過濾精度低的濾芯。

(4)拆開任何液壓系統(tǒng)端口前，必須先將周邊清理干凈，采取保護(hù)措施，防止污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)。

(5)禁止戴面線手套操作，如需使用抹布，應(yīng)使用專用不掉毛的抹布，使用工具和工作臺面要保證清潔。

(6)拆開的端口要盡快恢復(fù)，盡量避免長時間敞開端口。

(7)液壓油箱呼吸閥過濾器每半年需要更換一次。

(8)濾油小車和液壓系統(tǒng)濾芯出現(xiàn)壓差報警時也應(yīng)立即更換。

2.3 液壓系統(tǒng)的清洗

液壓系統(tǒng)在制造、試驗、使用、儲存和使用中都會受到污染，而最主要的污染是使用過程中產(chǎn)生的，清洗是清除系統(tǒng)污染，保持液壓油、液壓元件和管道等清潔的重要方法。實際生產(chǎn)中，液壓系統(tǒng)的清洗通常有主系統(tǒng)清洗和全系統(tǒng)清洗，全系統(tǒng)清洗是指對液壓裝置的整個回路進(jìn)行清洗，是主要采用的方法。

目前很多企業(yè)使用沖洗油在線清洗，所謂在線清洗是指不停產(chǎn)、不拆開設(shè)備的清洗。在設(shè)備處于運行狀態(tài)時，放出15%～25%的舊油，然后加入15%～25%的沖洗油，沖洗油的用量根據(jù)液壓系統(tǒng)的污染程度和使用年限來定，液壓系統(tǒng)臟或多年未清洗，沖洗油的比例必須增加。清洗效果以液壓系統(tǒng)內(nèi)部過濾器的濾網(wǎng)上無雜質(zhì)為標(biāo)準(zhǔn)。

清洗介質(zhì)可使用沖洗油或本液壓系統(tǒng)指定的液壓油，不能用柴油、煤油、汽油、酒精、水、蒸汽或其他化學(xué)液體。這是因為：(1)溶劑型液體或化學(xué)液體與密封件不兼容，會造成密封件的損壞；(2)有一部分溶劑是無法排出來的，這樣液壓油就會被稀釋，黏度就會降低，容易導(dǎo)致液壓系統(tǒng)泄漏；(3)采用化學(xué)液體清洗會導(dǎo)致液壓元件、管路、油箱等受到腐蝕；(4)使用水或水蒸氣清洗，會使液壓系統(tǒng)元件產(chǎn)生銹蝕，還會導(dǎo)致液壓油乳化和內(nèi)部過濾系統(tǒng)過濾困難，甚至導(dǎo)致液壓泵磨損。

在清洗前應(yīng)將系統(tǒng)恢復(fù)到實際運轉(zhuǎn)狀態(tài)，液壓泵保持連續(xù)運轉(zhuǎn)進(jìn)行清洗，時間一般為8～24 h為宜。清洗結(jié)束后，要趁熱將帶有沖洗油的液壓油排放干凈，然后用小半桶新的液壓油再次沖洗一次，然后才能按照規(guī)定程序加入新油。

2.4 液壓系統(tǒng)空氣的排出

空氣進(jìn)入到液壓系統(tǒng)后，會使液壓油具有一定的壓縮性，致使系統(tǒng)產(chǎn)生噪聲、振動，破壞工作的平穩(wěn)性。此外，空氣的進(jìn)入會加速液壓油的氧化變質(zhì)，降低使用壽命。因此需要將液壓系統(tǒng)中的空氣全部排出。

綜合上述，瓶坯機液壓油的選擇和維護(hù)是相輔相成的，是確保瓶坯注塑機平穩(wěn)、無故障運行的關(guān)鍵。

The Importance of Hydraulic Oil Selection and Maintenance to Precise Injection Molding Machine

LUO Shi-hui

(Hung' s (Tianjin) International Trading Co., Ltd., Tianjin 300457, China)

This article emphatically introduces the importance of hydraulic oil selection and maintenance to a precise injection molding machine. A precise injection molding machine not only needs to select a high performance hydraulic oil, but also needs to effectively maintain the hydraulic oil in the operation process. Both of them are complementary and integral with each other. Well maintained hydraulic oil not only can ensure the precise injection molding machine with smooth and trouble free operation, but also can reduce maintenance cost and the scheduled and unscheduled downtime, resulting in productivity improvement and market competitiveness for enterprises.

preform injection molding machine; hydraulic oil; maintenance; contamination; hydraulic system; servo valve; corrosion; particle; cleanliness

10.19532/j.cnki.cn21-1265/tq.2017.04.005

1002- 3119(2017)04- 0024- 05

TE626.38

A

2017-03-14。

羅時輝，工程師，1986年畢業(yè)于吉林化工學(xué)院化工系廢潤滑油再生專業(yè)， 2005年畢業(yè)于南昌大學(xué)經(jīng)濟系工商管理專業(yè)，長期從事潤滑油專業(yè)技術(shù)服務(wù)工作，與人合作、共同研制的潤滑油黏度指數(shù)改進(jìn)劑獲得南昌市科技進(jìn)步三等獎，與人合著《廢潤滑油再生》，已發(fā)表論文13篇。E-mail:lsh@lubriplate.com.cn