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液压基础知识及注意事项

液压基础知识及注意事项. 第三届国际液压技术交流会 萨澳行走液压（上海）有限公司 系统应用部门 朱建辉. 液压基础知识及注意事项 日程. 第一章 液压油 第二章 污染物 第三章 油箱 第四章 管件及布管 第五章 液压元件安装位置. 第一章 - 液压油 85 到 90% 的液压系统问题与液压油有关. 液压油的基本作用：. 传递能量和信号 润滑液压元件，减少摩擦 , 磨损以及防止腐蚀 散热 防止锈蚀 密封液压元件对偶摩擦副中的间隙 传递，分离和沉淀非可溶性污染物 为元件和系统失效提供诊断信息. 第一章 - 液压油 液压油的属性和技术要求.

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液压基础知识及注意事项

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Presentation Transcript

  1. 液压基础知识及注意事项 第三届国际液压技术交流会 萨澳行走液压（上海）有限公司系统应用部门 朱建辉

  2. 液压基础知识及注意事项日程 • 第一章液压油 • 第二章污染物 • 第三章 油箱 • 第四章 管件及布管 • 第五章 液压元件安装位置

  3. 第一章-液压油 85到90%的液压系统问题与液压油有关 液压油的基本作用： • 传递能量和信号 • 润滑液压元件，减少摩擦,磨损以及防止腐蚀 • 散热 • 防止锈蚀 • 密封液压元件对偶摩擦副中的间隙 • 传递，分离和沉淀非可溶性污染物 • 为元件和系统失效提供诊断信息

  4. 第一章-液压油液压油的属性和技术要求 • 粘度和粘温特性 • 低温性 • 氧化安定性 • 防锈性和防腐性 • 抗磨性 • 剪切安定性 • 破乳化性和水解安定性 • 起泡性和空气释放性 • 过滤性 • 与弹性密封，涂料等非金属材料和金属材料均具有良好的适应性

  5. 第一章-液压油液压油粘度讨论：实际流体的内摩擦力第一章-液压油液压油粘度讨论：实际流体的内摩擦力

  6. 第一章-液压油液压油的选择应同时考虑粘度及温度限制要求第一章-液压油液压油的选择应同时考虑粘度及温度限制要求 • 粘度与润滑性 • 油液对金属表面的浸润性 • 粘度越大，形成的油膜越厚 • 良好的润滑要求相对运动的金属表面间形成适当厚度的油膜 • 粘度随温度变化粘 - 温特性 • 尽量选择粘度高的液压油，但不是越高越好

  7. 第一章-液压油-油温过高影响 • 影响粘度（润滑，油膜厚度） • 降低橡胶轴封的使用寿命 • 高温将导致橡胶硬化，失效。 • 液压油性能降低 • 高油温下，分子链断裂易发生 • 油液内添加剂化学成分变化，导致耐磨性降低 • 可能预示系统含气量过高 • 存在吸空可能 油温超过80度，每增加10度，油液使用寿命缩短一半。 正常工作下，油箱内油液温度应不超过70度

  8. 第一章-液压油油温高可能原因 • 元件失效或回路设计问题 • 高压溢流阀处于经常打开状况 • 内泄漏过大 • 分流合流阀, 节流元件 • 长得系统管路 • 机器转场距离过长

  9. 第一章-液压油环境温度过低时，需加车辆预热过程第一章-液压油环境温度过低时，需加车辆预热过程 Cold start valve open: : P 3.5 bar Without servo control pressure

  10. 第一章-液压油 采用外置泵注油 – 回油管路布置优点 补油压力溢流阀 当主系统管路内充满液压油后，多余液压油将进入泵壳体并注入油箱。

  11. 第一章-液压油液压油的选择应同时考虑粘度及温度限制要求第一章-液压油液压油的选择应同时考虑粘度及温度限制要求

  12. 第二章污染物种类 • 水/其他液体 • 空气 • 固体颗粒

  13. 第二章污染物污染物从何而来

  14. 第二章污染物污染物从何而来 • 系统内原来残留的污染物 • 包括元件和系统在加工,转配,试验,包装,储存及运输过程中残留下来的污染物, 如铸造型砂,切屑,焊渣,尘埃及清洗溶剂等 • 装配污染 • 一些污染可能产生于最终的整机装配，特别是管件的连接，所以，也推荐在试车之前通入液压油冲洗整个液压系统。 • 运转过程中产生的污染 • 元件磨损产生的磨屑，管道内的锈蚀剥落物，以及油液氧化和分解产生的颗粒和胶状物。 • 通过液压缸活塞杆密封和油箱呼吸孔侵入系统的污染物，以及注油和维修过程中带入的污染物。

  15. 第二章污染物水及液体污染物 • 水分使机械部件锈蚀，缩短机械的使用寿命 • 破坏金属摩擦面间的润滑油膜，影响设备润滑,轴承损伤 • 促进润滑油氧化变质，产生油品乳化现象 • 有些添加剂能微溶于水，使添加剂部分失效 • 水分能使滤清器的纸质滤芯膨胀，造成滤孔堵塞，降低其过滤性

  16. 第二章污染物液压油液中的水分 • 油液中水分来源 • 储运不当，混入水分 • 在潮湿的地区或季节，润滑油会从潮湿的空气中吸收水分。 • 热交换器泄露 • 油液中水分的形态 • 溶解：与油液分子相结合形成单一相系，不影响油的透光性能 • 游离：沉降在容器底部或是附着在容器壁上的单一水相体系 • 悬浮：以细小颗粒分散悬在油中，形成油-水两相体系

  17. 第二章污染物 含水量与油液相对寿命的关系 跟据DIN ISO 3733 标准：水的含量必须少于0.1%（1000mg/kg),越低越好

  18. 第二章污染物空气 • 空气将增加油液的可压缩性 • 导致系统响应速度降低 • 空气将显著降低系统效率 • 系统工作温度更高 • 增加噪声水平 • 丧失润滑特性 • 加速油液氧化

  19. 第二章污染物气蚀 Volume of gas in notch Pressure in notch (0-1bar) Volume of gas in notch

  20. 第二章污染物气蚀 Simulation Test HP LP Volume of Gas (Luft) in notch

  21. 第二章污染物气蚀

  22. 第二章污染物油液的可压缩性讨论 • 可压缩性，即弹性模量增加 • 油液可压缩性短期表现为补油压力降低，长期可导致严重的吸空现象发生于轴承及配有盘处，并最终导致系统无法工作。 • 典型的情况主要发生在长的主油路油管系统，以及负载高且剧烈波动。如石油钻机的顶驱系统，油管长且需要频繁启动停止回转马达 • 在类似的工况中，油液的可压缩性及长的系统橡胶软管存在一定的膨胀系数，导致马达在启动的一段时间里，来自于马达的回油量小于泵给出的油液。如补油流量不能补偿将导致补油压力降低。

  23. 第二章污染物油液的可压缩性举例

  24. 第二章污染物油液的可压缩性举例

  25. 第二章污染物负载敏感系统稳定性讨论-利用油液可压缩性第二章污染物负载敏感系统稳定性讨论-利用油液可压缩性 • 大拇指原则:负载敏感控制管路内容积应等于泵出油口至负载敏感信号返回点之间油管容积的10%或更多 系统不稳定时： • 确保LS管路中不存在空气!!! 当LS管路中出油后再将LS管路安装于泵上 • 增益阻尼孔->选择大的阻尼孔 • 改变LS设定压力 • 调整LS管路上阻尼孔 • 调整LS管路长度或通径 • 调整系统油管大小 • 将硬管改变为软管

  26. 第二章污染物双泵合流应用扩展 • 优点: • 可以利用小排量泵的高输入转速能力 • 注意事项: • 开式泵出口带单向阀 • 闭式： • 带外部压力限制阀 • 前后泵带同样的控制方式 • 推荐两个泵同时工作

  27. 双泵合流应用扩展-两套驱动系统单独工作回路推荐双泵合流应用扩展-两套驱动系统单独工作回路推荐

  28. 第二章污染物固体颗粒 • 液压系统中有很多的摩擦副采用了静压支撑原理，其间隙甚至只有１０μm。这就是为什么污染是液压系统的最大敌人。 • 可以确认的是一个液压系统越“清洁”，其预计寿命越长　

  29. 第二章污染物固体颗粒-磨损对油液润滑产生的影响第二章污染物固体颗粒-磨损对油液润滑产生的影响 负载 工作间隙 μｍ 液流 尺寸较大的固体颗粒 太大而不能进入间隙 当固体颗粒的尺寸与间隙相当时,这成为金属摩擦副间粘着磨损或者磨粒磨损的主要因素. • 磨损对油液润滑产生的影响 • 改变了摩擦表面的接触面的尺寸 • 泄漏 • 降低效率 • 由磨损产生的磨屑

  30. 第二章污染物固体颗粒过滤 流体＋固体颗粒 流体 粒子 • 油液流经过滤器时，由于粘性阻力而产生一定的压力损失，因此在过滤器进口和出口之间产生一定的压差。 • 由于在使用过程中，滤芯不断被污染物堵塞，其压差逐渐增大，当达到一定值后，压差急剧增大，直至滤芯破裂。所以，过滤器在此压差时，应该更换滤芯。 过滤材料

  31. 第二章污染物新的液压油满足清洁度要求吗？ 桶中新油 新系统自身带有污染物 系统带有10微米的额定滤芯 系统带有B2=75滤芯

  32. 第二章污染物新系统初次启动 • 绝对不允许在满载下启动一个新的系统或元件 • 在点动或怠速下，空载启动以便排气及建立初始的润滑油路。 • 停车并检查油液是否满足要求&等待一定时间，以便气体从油液中释出。 • 低怠速及低压力下，让液压油循环通过过滤器，直到启动调试油液清洁度满足样本要求。

  33. 第二章污染物保养与维护Filter Maintenance • 过滤器的维护 • 试运转的24小时后，特种设备或现场安装场合 • 跑合期后 ,50-100 小时 • 正常的日常维护 ,每隔300~500 小时 • 液压油的维护 • 第一个500小时更换所有的液压油 • 2000个小时或每年更新一次

  34. 第三章 油箱设计要点 • 油箱需要有足够大的容积,可以保证液压油液在油箱中停留30秒钟 • 吸油管及回油管应插入最低液面以下，以防止吸空和回油飞溅产生气泡。管口和箱底，箱壁的距离一般不小于管径的3倍。 • 吸油管与回油管之间的距离要尽可能地远些.中间应设置隔板,以加大液流循环,可以提高散热,分离空气及沉淀杂质. • 闭式油箱体积大于补油泵每分钟流量5/8倍, 油箱内油液½+ 补油流量/分钟，开式为1-3倍泵流量/分钟(工业)或0.3-1倍泵每分钟流量（工程机械） • 回油管布置于尽可能低的位置 • 高及扁的油箱更好

  35. 第三章 油箱设计要点 • 为防止粗大颗粒物进入系统，吸油口必须带100-125微米的滤网 • 回油口带扩散器以降低回油流速

  36. 第三章 油箱设计注意事项 • 进出油口位置，必须合理布置 • 回油口带扩散器可减少紊流

  37. 第四章 管件及布管 注意事项 • 管径大小的选择影响压降（壳体压力、吸油管路） • 大或长的管路需考虑弹性模量可能导致的影响 • 合理布置管路以便降低沿程损失 • 推荐的流速：

  38. 第四章 管件及布管注意事项 • 尽可能的减少连接点 • 避免或尽可能降低直角弯管 • 合适的通流能力 Yes No

  39. 第四章 管件及布管注意事项

  40. 第四章 管件及布管注意事项

  41. 第四章 管件及布管实例-测压管路集中布置，便于服务

  42. 第五章 液压元件安装位置开式泵 • 进油压力 • 持续工作压力：绝对压力0,8 bar /表测压力- 0,2 bar • 冷启动压力：绝对压力 0,5 bar /表测压力 - 0,5 bar • 壳体压力 • 最大持续工作压力：比吸油口压力高 0,5 bar • 间歇压力 (冷启动)：比吸油口压力高 2 bar 800mm 200mm

  43. 第五章 液压元件安装位置开式泵

  44. 第五章 液压元件安装位置闭式泵 当柱塞泵在油箱外安装时，低于油箱安装时,标准的安装方式。推荐第1种安装方式

  45. 第五章 液压元件安装位置闭式泵 • 当柱塞泵朝上安装时，推荐第7及第8两种安装形式 • 泄油路上的单向阀能防止产生气蚀，对轴承造成损坏，遵循最大吸油高度Hsmax=800mm

  46. 第五章 液压元件安装位置马达安装位置 油箱高位 油箱低位 51系列马达壳体压力要求高压1bar，H1系列马达壳体压力高压0.3bar

  47. 第五章 液压元件安装位置马达安装位置高于油箱 • 任何工况下，应确保液压元件壳体内充满50%以上容积液压油 • 为防止马达壳体内发生缺油现象，推荐壳体回油管路上安装一个0.5bar单向阀

  48. 谢谢！

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