李健生,趙計(jì)明,錢(qián)振朋
(山推工程機(jī)械股份有限公司,山東 濟(jì)寧 272073)
推土機(jī)由傳統(tǒng)的機(jī)械傳動(dòng)向靜壓傳動(dòng)發(fā)展,對(duì)液壓油的要求越來(lái)越高,尤其是全液壓推土機(jī),泵、馬達(dá)件對(duì)油液清潔度的要求越來(lái)越高,隨著柱塞泵和馬達(dá)在工程機(jī)械上的使用越來(lái)越廣泛,對(duì)液壓油液清潔度的要求也越來(lái)越高,所以液壓油液清潔度的測(cè)試和換油指標(biāo)的分析也越來(lái)越重要。
1.1.1 油液清潔度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
1)ISO標(biāo)準(zhǔn)
ISO 4406-1987(兩位數(shù)系統(tǒng))采用2個(gè)顆粒尺寸即5mm和15mm作為檢測(cè)清潔度的特征粒度。它是以光學(xué)顯微鏡測(cè)量顆粒尺寸,共分為26個(gè)等級(jí)代碼(從0.9,0~24)。
ISO 4406-1999(三位數(shù)系統(tǒng)),采用3個(gè)顆粒尺寸即4mm、6mm和14mm作為檢測(cè)清潔度的特征粒度。
ISO 4406-1987和ISO 4406-1999的轉(zhuǎn)換關(guān)系,兩位數(shù)清潔度的第一位加2~3為三位數(shù)清潔度的第一位,兩位數(shù)清潔度的第一位和第二位數(shù)值不變成為三位數(shù)清潔度的第二位和第三位。如:兩位數(shù)清潔度為ISO 14/12,換算成三位數(shù)清潔度為ISO 17(16)/14/12,如圖1所示。
2)NAS標(biāo)準(zhǔn)
NAS 1638是由美國(guó)航天學(xué)會(huì)制定的清潔度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn),它根據(jù)5個(gè)顆粒尺寸范圍將清潔度分為14個(gè)等級(jí)。目前我國(guó)普通工藝生產(chǎn)的液壓油一般只能達(dá)到NAS 8~10。
3)ISO標(biāo)準(zhǔn)與NAS標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系表1所示。
圖1 油液清潔度等級(jí)標(biāo)準(zhǔn)
表1 ISO標(biāo)準(zhǔn)與NAS標(biāo)準(zhǔn)的對(duì)應(yīng)關(guān)系
1.1.2 油液清潔度檢測(cè)方法如表2所示。
1.1.3 自動(dòng)光學(xué)顆粒計(jì)數(shù)法
恒定流體流量在光源前面經(jīng)過(guò),光源探測(cè)器測(cè)量在流體中由顆粒阻塞或分散的光變化,從而轉(zhuǎn)化成清潔度代碼,如圖2所示。
1.1.4 自動(dòng)壓差式顆粒計(jì)數(shù)法
恒定流體流量由篩網(wǎng)過(guò)濾器經(jīng)過(guò)。由于流體中顆粒阻塞過(guò)濾器篩孔,流體的流動(dòng)受限。測(cè)量流量的降低或壓差的增加并將其轉(zhuǎn)換成清潔度代碼。每個(gè)不同的篩網(wǎng)過(guò)濾器用于每個(gè)顆粒的大小范圍,如圖3所示。
其測(cè)定值與新油的運(yùn)動(dòng)粘度進(jìn)行比較,若變化量超出±5%的變化范圍,應(yīng)更換液壓油?,F(xiàn)場(chǎng)簡(jiǎn)易檢測(cè)時(shí)可采用直徑為15~20mm,長(zhǎng)為150~180mm的2根試管,分別在試管中裝入2/3高的同一型號(hào)的新舊兩種油,均封好管口。在同一溫度下,使兩者同時(shí)倒置,分別記錄油中氣泡上升的時(shí)間,如果新舊油之間的流動(dòng)時(shí)間差超過(guò)10%時(shí),則表明舊油的粘度已增加或下降了10%。也可以用專(zhuān)業(yè)的粘度測(cè)定儀來(lái)測(cè)定油液粘度,北京頗爾公司的PCM400就能實(shí)現(xiàn)這一功能,用它可直接測(cè)出所使用油液的粘度,并將其與同一型號(hào)的新油液的粘度進(jìn)行比較,目前粘度變化范圍控制在±10%~±15%,超過(guò)這個(gè)控制范圍,則應(yīng)考慮去除雜質(zhì)或者換油。
表2 油液清潔度檢測(cè)方法
圖2 自動(dòng)光學(xué)顆粒計(jì)數(shù)法
圖3 自動(dòng)壓差式顆粒計(jì)數(shù)法
液壓油中的含水量一般用百分率表示?;?yàn)室測(cè)定其含水量的標(biāo)準(zhǔn)方法是卡爾-費(fèi)歇爾(KAYLFISHEY)法,主要用于測(cè)定液壓油中微量水分的含量。若操作仔細(xì),最小可測(cè)定1PPM。這種方法的重復(fù)精度為11×10-6,靈敏度為 (50~1 000)×10-6。
液壓油污染程度對(duì)液壓系統(tǒng)和各元件壽命有直接的影響,液壓油在使用過(guò)程中由于受到機(jī)械、化學(xué)和物理的作用其性能逐漸劣化到對(duì)系統(tǒng)有危害作用的程度時(shí),就必須更換油液。確定液壓油更換時(shí)機(jī)的方法基本上有以下3種:定期、經(jīng)驗(yàn)和試驗(yàn)更換法。
1)定期換油法 根據(jù)表3確定液壓油是否需要更換。
表3 液壓油更換周期
2)經(jīng)驗(yàn)更換法 結(jié)合換油周期,觀察液壓油的顏色,或是由于某原因液壓油變質(zhì)失效,或是在換季保養(yǎng)時(shí)調(diào)整油的粘度(不同的使用溫度要求使用不同粘度的液壓油),都需要更換液壓油。更換液壓油應(yīng)遵照一定的步驟和方法來(lái)進(jìn)行,否則不僅不能將液壓系統(tǒng)里的舊油更換出來(lái),操作不當(dāng)還會(huì)浪費(fèi)大量的新油。通過(guò)觀測(cè)油的顏色和氣味來(lái)進(jìn)行判斷的。如油的顏色變淺,應(yīng)考慮是否混入了稀釋油,必要時(shí)測(cè)量油的粘度。如果油的顏色變深,稍微發(fā)黑,則表明油已開(kāi)始變質(zhì)或被污染。此時(shí),若油的工作時(shí)間不長(zhǎng),可能是過(guò)濾器失效或有其它污染途徑。如果油本身顏色沒(méi)有多大變化,只是渾濁,不透明,這往往是油中混入了水,至少有0.03%的水。必要時(shí)可進(jìn)行水分測(cè)定。但必須注意有些高級(jí)液壓油在初裝到油箱里時(shí),看起來(lái)好像渾濁,經(jīng)過(guò)一段時(shí)間運(yùn)轉(zhuǎn)以后,便透明了,并沒(méi)有喪失原有性質(zhì),這應(yīng)當(dāng)看作是正常的。通過(guò)外觀檢測(cè)對(duì)液壓油的優(yōu)劣進(jìn)行判斷及處理方法如表4所示。
表4 液壓油污染程度及處理表
3)試驗(yàn)更換法 進(jìn)行檢測(cè)用的樣品應(yīng)能代表全部所使用油,采樣時(shí),應(yīng)在液壓系統(tǒng)工作停止后,從油箱中部或底部進(jìn)行采樣。液壓油允許污染等級(jí)(NAS1638標(biāo)準(zhǔn))如表5所示。液壓油更換極限標(biāo)準(zhǔn)如表6所示。
由以上分析研究可知,為保證液壓系統(tǒng)的良好運(yùn)行,必須保證其油液清潔度在其要求的范圍之內(nèi)。
表5 液壓油允許污染等級(jí)(NAS1638標(biāo)準(zhǔn))
目前多數(shù)工程機(jī)械液壓系統(tǒng)采用按周期換油標(biāo)準(zhǔn)或按小時(shí)換油的做法。如有的工程機(jī)械液壓系統(tǒng)規(guī)定1 200h更換液壓油。一般情況下液壓油更換極限標(biāo)準(zhǔn)(表6)中的3項(xiàng)超標(biāo),應(yīng)更換液壓油。但固體顆粒除外,即固體顆粒這一項(xiàng)超標(biāo)就應(yīng)更換液壓油。
表6 液壓油更換極限標(biāo)準(zhǔn)