冶金工程概论论文.doc

探讨冶金机械液压污染的原因与控制
1 液压油液污染的主要原因及危害
液压油液污染原因
液压系统中的污染物主要是指混杂在油液当中的各类固体颗粒、
水、空气、质变化学成分、微生物等。主要原因有以下三个方面:
外界侵入污染物
液压系统和元件在使用过程中,外界的粉尘颗粒通过往复伸缩的活
塞杆、注入系统的油液和流回油箱的回油、油箱的通气孔等进入油液中。
此外,对液压系统进行维护时,拆装密封件、阀体等也会带入的棉纱、橡胶
等污染物,如高炉的举升装置、送料系统等液压系统。
系统制造污染物
液压系统及其元件在制造、装配、存储、运输过程中,系统本身就存
在的原始污染物,如毛刺、切屑、飞边、沙粒、磨料、焊渣、锈片、油漆、密封
胶、纤维、冲洗液等。冶金机械当中对于单个零、部件组成的液压系统,则
是由于零部件不洁而带入的污染物。
系统生成污染物
冶金机械液压系统大部分都是在高温、高压、重载的条件工作,致使
液压油液高温下产生化学质变,腐蚀金属表面,产生金属颗粒、锈滓,润滑
不良,产生部分磨料。而高压、重载使得液压油剥落金属表面颗粒,加速密
封元件的老化,产生金属和非金属颗粒污染。
液压油液污染的危害
固体颗粒的危害
固体颗粒污染物主要由金属颗粒、沙粒、橡胶颗粒、纤维和积碳等物
质组成。这些颗粒大多是金属和硅、铝等氧化物,硬度一般较高,莫氏硬度
在4~7 之间。其中,二氧化硅和三氧化铝的硬度可达莫氏硬度在7~9,对
系统和元件的危害较大。液压油液污染当中,金属颗粒约占75%,尘埃占
15% ,其他杂质占10%。在各种污染物中,固体颗粒分布最广、危害最大,
是引发系统故障、降低可靠性和降低元器件使用寿命的最主要原因。因
此,污染控制的重点就是减少固体颗粒。
1)固体颗粒的磨料磨损
磨料磨损是冶金机械运转中的一个严重问题,是液压和润滑系统元
件失效的主要原因。颗粒污染引起的磨损主要有切削、疲劳、粘着和冲蚀
形式。它们交互并存和作用,影响阀芯的正常工作。

进入元件运动副间隙的较硬固体颗粒嵌入材料较软的元件表面,在
相对运动过程中象车刀一样将元件表面的部分材料切削下来, 形成碎
屑。这种磨损因较软的表面易嵌入颗粒,故较硬的表面反而磨损严重,切
削表面有明显的划痕。

固体颗粒进入运动副间隙后,在碾压和滚动下使元件表面产生应力
裂纹,在油压的作用下不断扩展,形成空洞,并使表面材料剥离。

固体颗粒与元件表面挤压产生微小塑性变形,形成凸起和凹坑,破坏
润滑油膜,使运动副金属表面直接接触,接触点在高速、重载作用下局部
产生高温而使金属产生粘着。当运动副作相对运动时发生剪切,使金属
表层剥落而形成磨粒,进一步加剧磨损。当熔合点过多时,运动副会发生
卡滞甚至卡死的现象,导致突发性故障。

固体颗粒随着高速液流,不断向暴露在流道中元件的棱边和表面喷
射冲刷,可使被冲刷部位受到磨损,形成冲蚀磨损。
2)淤积
固体颗粒随油液流经运动副时,在隙缝流动的附加作用下,粒度小于
配合间隙的颗粒较易进入间隙内,在油膜的吸附和阻滞下淤积在间隙内,
随着淤积量的增加,隙缝流动可能被大量小颗粒阻断,