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工程机械液压系统中穴蚀的现象

日期:2015年7月10日 09:22

因工程机械液压元件精度高、相对运动部件间配合问隙小,产生穴蚀后会导致配合表面变黑甚至出现小坑使闽芯卡住,压力失调。缸套穴蚀较重时,受损区会出现较深的形状不规则的凹点。在对一台ZL50C装载机进行H级保养时,发现柴油机缸套特别是它受推力的一侧有蜂窝状的孔穴,在拆洗变速操纵阀、分配间等液压阀时发现其中的配合表面变黑并有划伤和小坑,这是穴蚀现象。穴蚀的产生是由于当油液压力低于油气分离压时,溶于油液中析出的气体在油液中形成‘空穴”,当压力再次高至某一定值时,这些气泡在压力的作用下立即爆裂,从而产生高温、高压,作用到零件表面时,会使零件损坏。

  因工程机械液压元件精度高、相对运动部件间配合问隙小,产生穴蚀后会导致配合表面变黑甚至出现小坑使闽芯卡住,压力失调。缸套穴蚀较重时,受损区会出现较深的形状不规则的凹点,就好像缸套表面被强酸腐蚀过一样;穴蚀现象最严重时,四点会穿透缸套壁,使机体内的冷却液体进人气缸,导致发动机发生严重事故。穴蚀与其他型式的腐蚀联合作用时,损坏速度将成倍乃至几十倍地增长。

  影响工程机械液压系统穴蚀的主要因素

  (1)油液质量。如果油液抗泡沫性差,易于汽化并形成泡沫,就容易引起穴蚀。

  (2)油位过高或过低。油位过高,油液受机械搅拌而易使气体溶在油液内;油位过低,工作泵易吸人空气导致循环油液流量不足,加大了油液中空气或水形成气泡的机率。例如,变速器油位过低,在变速泵进口处的压力会低于油的汽化压力,油液便汽化或蒸发,析出气泡,这些气泡流到高压区会迅速破裂从而产生穴蚀现象。

  (3)油液过热。油温过高,油液易汽化,水分蒸发,泡沫与空气泡增多,穴蚀现象增加。

  (4)油液压力的变化频率高。压力变化的频率直接影响空气泡的形成与破裂速度,压力变化频率高的部位,穴蚀速度快。如工程机械作业时需不停地操纵动臂和铲斗,因而分配阀阀芯与油道相对应的位置处,因压力变化频率高,穴蚀现象也最严重,全部变黑形成积炭且有小坑和划伤。

  (5)冷却水质量不佳。当冷却水中含有腐蚀介质(如酸根离子)时,会形成腐蚀与穴蚀的联合作用,加速穴蚀速度。

  (6)空气和水分侵入油液。侵人油液系统的空气和水分愈多,产生穴蚀的范围愈广。空气侵人的渠道主要是泵的吸油口及管接头处因密封不严,导致空气进人系统。水分侵人的主要渠道是怕冷却器内漏。

  (7)冷却系统的保养欠佳。对缸套穴蚀有较大影响的是散热器压力盖和节温器,一个好的散热器压力盖可以保持冷却液的压力比蒸气压力高,从而可以减少穴蚀的产生。而节温器使冷却液保持在合适的温度范围,可以降低气泡破裂时的能量,因此若保养不良造成温度、压力失常会加速穴蚀的速度。

  (8)使用条件。工程机械的工作过程粗暴,特别是柴油机,最大爆发压力大,引起侧向敲击力相应增大,从而引起穴蚀增加。

  预防穴蚀的主要措施

  (1)选用的油液要保证油品质量和适宜的粘度。严格按油尺标准加油,保持系统清洁。加油时必须注意清洁,切勿带进水分和杂质;加冷却水时,水中一定不要含腐蚀物质。工程机械的各种油液油尺均标有上限和下限刻度,控制油量的正常标准有利于降低穴蚀。应定期清洗磁铁粗滤器,更换各种滤芯,保持油液清洁。注意检查油位。油质和油色,如果发现工程机械液压系统中有水珠、油液变成乳白色或油液呈泡沫状时,应仔细查找水和空气的来源,检查油冷却器和各管接头处的密封性。

  (2)防止油温过高,合理设计散热系统,保证油温正常。如果出现故障,应进行分析,及时排除。如出现油路不畅通,冷却水过少或内、外泄漏时,应立即排除。

  (3)减少液压冲击。操纵各液压操纵阀、分配间不宜过快、过猛,也不宜过于频繁地加大油门,以减轻液压冲击。

  (4)保持各结合面的正常问隙。在制造或修理时,按装配的公差下限装配可以减少穴蚀的影响。如已发生穴蚀现象,只能用金相纸抛光除去积炭,切不可用一般的细砂纸打磨。

  (5)正确保养冷却系统。保证散热器压力盖完好并能正常工作,可以减少穴蚀的产生;让冷却系统的温度保持在合适的范围,以降低气泡破裂的能量;使用适量的冷却液添加剂,可抑制锈蚀作用。

  (6)操作过程要平稳,避免压力冲击。

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