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    液壓油中氣泡對液壓系統的危害

    液壓油中氣泡對液壓系統的危害

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    【摘要】:
    液壓油中氣泡對液壓系統的危害

    1、氣泡的來源

    液壓油在生產、儲運以及系統在大氣壓力下工作,油液中含有空氣是不可避免的。我們往往把油中空氣稱之為摻混空氣,摻混空氣是以直徑很小的球狀氣泡懸浮于油中,摻混空氣的生成有兩條途徑:

     

    (1)主要是通過油箱和泵的吸入管摻混入油內,如油箱油面太低,泵吸入管口半露于油面或淹深很淺時,均可將空氣吸入;若泵的進油管路漏氣,則大量的空氣會被吸入;再如系統回油管口高于油箱油面時,高速噴射的系統回油卷帶著空氣進入油中,又再度經過泵帶入系統。

     

    (2)實踐雖然證明溶解于油液中的空氣,對油的物理性質沒有什么直接的影響。但溶解了一定數量的空氣處于飽和狀態的油液,流經節流口或泵入段,當絕對壓力下降到油液的空氣分離被析出,使本來溶解于油中的微細氣泡聚集成較大的氣泡出現在系統中。

     

    2、對系統的危害

    (1)系統工作不良。在液壓傳動系統中,油液是動力的傳遞介質,在沒有空氣混入的場合下,其壓縮率為(5-7)X10M/N也就是壓力增加10MPa時,容積僅被壓縮減少為0.62%。因此,在一般的液壓系統中可以認為油是非壓縮性流體,而不考慮其壓縮性。一旦油中混入空氣,其壓縮率真便會大幅度增加,液壓油中氣泡對液壓系統的危害及其解決方案或是大的體積彈性系數(壓縮率的倒數)則大大減低,嚴重地危害著系統工作,如自動控制失靈、工作機構產生間歇運動、被加工件的廢品率增大等。由于氣泡引起的裝置誤運作還會發生機械及人身事故。

     

    (2)油溫升高。氣泡在瞬間壓縮之后,其溫度會急劇升高。如果氣體不溶解于油中,其絕熱壓縮的溫升近似值是不難計算的,例如,將35℃的氣泡加壓至3.5MPa時,其溫升可達到580℃。氣泡在達到高溫之后,其周圍的油便會產生燃燒,成為了系統油溫驟以導熱的,油中存有氣泡時,其導熱系數在在減低,嚴重地影響著油的冷卻效果。油溫升高帶來的不良后果有以下幾個主要方面:

    a、加速油的氧化。油溫的升高是促進油液氧化的主要原因。根據氧化的機理可知,油溫在60℃以上時每升高10℃,其氧化速度成倍遞增,氧化后的油液通常都會使粘度增加并生成酸性化合物質,引起系統中金屬件的腐蝕現象。并且氧化物的化學性質一般比熱解作用的產物更為活潑,所以更容易產生渣泥,連同鐵銹、金屬屑等機械雜質又作為氧化過程的催化劑,使油液加速氧化。一般希望油溫能在90℃以下,使其具有好的化學穩定性。

    b、油的潤滑性能下降。性能良好的油液能在金屬摩擦表面形成牢固的油膜。油膜的強度和厚度主要取決于油液的質量。變質后的油液其油膜強度不足以承受工作負載的壓力,致使金屬表面互相接觸,從而導致摩擦力急劇增加,加速零件的磨損,所以說油液的潤滑性對于液壓裝置具有重要意義。

    c 、加速密封件老化。液壓系統中采用的密封件均由不同化學成分的材料成各種形式的密封圈、墊,不但要求與油液有好的相容性,而且還要要求有適當的工作油溫,如油溫超過密封件的正常耐熱溫度,便會使其加速老化,失去應有的彈性,而導致過早地喪失密封性能。

     

    (3)導致氣蝕的發生。油中氣泡被油液帶到高壓區時,體積急劇縮小,氣泡又重新凝聚為液體,使局部區域形成真空,周圍液體質點以高速來填補這一空間,質點互相碰撞而產生局部高壓,形成液壓沖擊,使局部壓力升高可達數百甚至上千個大氣壓力。如果這個局部液壓沖擊作用在固體壁面上,可引起固體壁面的剝蝕,稱之為氣蝕現象,它對系統的危害性很大。油中氣泡還能起系統的振動和聲的增加以及泵的容積效率減低等不良影響。

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