主頁 > 技術文（wén）章 > 對於液壓係統油液中氣泡的防（fáng）範研討 2024-10-07

對於液壓係統油液中氣泡的（de）防範研討

摘要：論述了氣泡對係統的危害及氣泡混入液壓係（xì）統的主要途徑，介（jiè）紹了在液壓係統設計和使用過程防範氣泡危害的（de）具體措施（shī）。
前言（yán）：
      這些（xiē）年來，對液壓係統（tǒng）油液中（zhōng）的含氣量，空氣進入液壓係統的形式以及（jí）液壓係統油液中（zhōng）的氣泡對液壓係統工作的影響等方麵，漸漸被國內外從事液（yè）壓（yā）係統工作的研究人員（yuán）所重視。在國內，一些從事液壓技術研究（jiū）的機（jī）構和大專院校正著手研究液壓係統的這些問題（tí）。本文首（shǒu）先分析了空氣進入液壓係統途徑，然後又在深入分析了氣泡對液壓係統運行所造成的（de）危害的基礎上，又（yòu）論述（shù）了在設計（jì）、使用和維護液壓係統的（de）過程中防止（zhǐ）氣泡危害的（de）具體措施，對液壓係統的工作可靠性（xìng）具有重大意義。
      液壓技術由於（yú）具有許（xǔ）多優點，在（zài）國民經濟的各個領域中得到越（yuè）來越廣泛的（de）應（yīng）用。但是，液（yè）壓係統性能的好壞，直接關係到液壓設備能否（fǒu）長期保持良好的運行（háng）狀態，關係到設備（bèi）的故障（zhàng）和作業率，關係到設備的運行效（xiào）益，乃至社會效益。因此，要保證液壓係統具有良好的技（jì）術性能並（bìng）保證正常運行，保（bǎo）證各執行器按照規定的（de）要求平穩而協調地工作，合理的設計和正（zhèng）常的使用維護就顯得十分重要。
1、空氣是如何進入（rù）液壓係（xì）統的：
      空氣進入液壓係統通常有混入式和溶入式兩種方式。了解空氣進入液壓係（xì）統的途徑，在液壓係統設計、使用和維護過程中有利於製（zhì）定防止空氣進入液壓係統的具體措施，以避免或盡量（liàng）減（jiǎn）少氣泡對液壓係統的危害。空氣進入液壓係統與液壓油箱工作狀態有密切關係。許（xǔ）多（duō）液壓係統（tǒng）與液（yè）壓油箱是采用氣-液接觸式增壓（yā）油箱，這將造成空氣在液壓油中的溶解度增大；液壓油箱中的液麵過（guò）低，加速了液壓油的循環，使氣泡排出困難，而且還將引起空（kōng）氣從外部進入液壓油中；液壓油（yóu）箱台上（shàng）的吸油管的位置設計不當也有關。所以在液壓（yā）油箱設計中要注意上述因素，並（bìng）盡可能在結構上采用一些措施。
      空氣的進入與液壓油管的（de）安裝也有關係。若泵的進油管路漏氣，則大量（liàng）的空氣會吸入；若係統回油管口高於油箱液麵時（shí），高速噴射的回油將空氣帶入（rù）油中，又經液壓泵帶入係統；各個油管接頭密封不嚴或橡膠油（yóu）管老化等使空氣進入液壓油中。
2、氣泡對液壓係統的危害（hài）：
      混入液壓係統的（de）空氣，以直徑0.05—0.5mm的氣（qì）泡狀態懸浮於液壓油中，對液壓係統的液壓油的體（tǐ）積彈性模數和液壓油的粘度將（jiāng）產（chǎn）生嚴重的影響，隨著液（yè）壓（yā）係統的壓力升高，部（bù）分混入空氣將溶入液壓油（yóu）中，其餘仍以氣相存在。當混入的空氣（qì）量增大時，液壓油的體（tǐ）積彈性係數則（zé）急劇（jù）下降，液壓（yā）油中的壓力波傳播速度減慢，油液的動力粘度呈線性增高。懸浮在油液中的空氣與（yǔ）液壓油（yóu）結（jié）成混合液，這種（zhǒng）混合液的（de）穩（wěn）定性與氣泡的尺寸大（dà）小，對（duì）液壓係統將產生重大的影響（xiǎng）。
2.1 液壓泵的（de）工作性能變壞：
      空氣進入液壓係統以後，大大地惡化了液壓泵和整（zhěng）個液壓係統（tǒng）的工作條件，表現在液壓泵性能變壞和壽命變短。當液壓泵吸入了液壓油和空氣的混合油液，在液壓泵的吸油管處，由（yóu）於壓力下降而析出已溶的氣體，在（zài）液壓泵高速旋轉（zhuǎn）時，將造成油液不能充滿油腔的現象，這不僅降低了（le）液壓（yā）泵的供油（yóu）量和液（yè）壓泵的效率（lǜ），還會引起液壓（yā）油液（yè）的衝擊（jī），液壓的氣蝕損壞（huài），管道壓力脈動，以（yǐ）至產生由於液壓油的不連續（xù）流動而引起的（de）噪聲。例如，在實際工作中（zhōng），就遇到過ZB-34液壓（yā）泵在5000r/min運行時，沒箱未增壓和管路直徑為20mm時，其液壓係統的（de）流量小於28L/min ,隻有額定轉速4000r/min下的額定流量的2/3，同時（shí）出現了較大的壓力脈動，振動（dòng）和噪聲。這就是由（yóu）於液壓（yā）泵吸（xī）入了液（yè）壓油與空氣的混合（hé）油液導（dǎo）致液壓油不能充滿油腔而產生工作性能變壞。
2.2 產生噪聲和振動：
      空氣侵（qīn）入液（yè）壓係統是產生噪聲和振動的主要原因。當溶（róng）有空氣的液壓（yā）油流進管路或元件的特別狹窄的地（dì）方時，速度（dù）急劇（jù）上升，壓（yā）力急劇（jù）下（xià）降。當壓力下降到低於工作溫度下（xià）油液的氣體分離壓時，溶解於油中的氣體迅速地大（dà）量分（fèn）離（lí）出來，使（shǐ）油液中出（chū）現大量氣泡。當氣泡隨油液流到壓力較（jiào）高的地方時，氣泡被壓縮而導致體積較小，此時在氣泡（pào）內積蓄了一定的能量。當壓（yā）力增高到一定數值時，氣泡被壓破裂，產生局部的液壓衝擊使係統產生振動，局部的壓力可達幾十兆帕，同時產生爆炸聲。
2.3 液壓係統不（bú）能正常工作：
      在液（yè）壓係統中沒有（yǒu）空氣混入的情況下，其油液的壓縮率約（yuē）為（5—7）×10-3m3/N，可以認為油液是非壓縮性流體，而不考慮其壓縮性，一旦油中混入空氣，其壓縮率會大幅度增加，油液本身所具有的高剛度（dù）則大大（dà）減少，導致執行器（qì）動作失誤，自動控製失靈，工（gōng）作機構（gòu）產生爬行（háng），破壞了工（gōng）作穩定性（xìng），嚴重地危害著係統的工作可靠性，甚至還會發生機械事故及危害人身的安全。
2.4 導致（zhì）氣蝕的產生：
      油液在低壓區產生的（de）氣泡被帶到高壓區時，會突然潰滅，氣泡又重新凝聚為液（yè）體，是（shì）局（jú）部區域形成真空，周圍的油液（yè）以很高的速度流向潰滅中心，會對壁麵產生較大（dà）的局部（bù）衝擊力，瞬間壓（yā）力可高達數百甚至上（shàng）千個大氣壓，大量的氣泡潰滅時會（huì）使金屬邊（biān）壁（bì）反複受到劇烈衝擊而造成疲勞破（pò）壞，引起固體壁麵的（de）剝蝕，氣穴對固體材料表麵的這種侵蝕，稱為氣蝕（shí），它對係統的危（wēi）害性很大。
2.5 加速液壓油的汙染：
      液壓油中的（de）氣泡或泡沫稱為（wéi）油的無形汙染物，它對液壓（yā）油的危害是相當嚴重的。它不但可使（shǐ）油液本身的剛度下降、容積效率減小、係（xì）統可靠性降底。油中氣泡瞬（shùn）間壓縮或破壞時近似於絕熱壓縮狀態，還（hái）會使氣泡溫度急劇（jù）升高，引起油溫升高（甚至使油液燃燒），導致（zhì）油中的各種添加（jiā）劑（jì）破壞，產生遊離碳、酸質和膠泥狀沉澱物，並造成油液發黑，加速了油質的（de）劣化，同（tóng）時還會（huì）使金屬產生化學腐蝕作用。除此之（zhī）外，油（yóu）溫升高還會使油液氧化（huà），使（shǐ）油液的潤滑性能下降，加速密封件的（de）老化。
3、防止（zhǐ）空氣混入液壓係統的技（jì）術措施（shī）：
      3.1 防止外部氣體進入係統，使用中應（yīng）經常檢（jiǎn）查（chá）油箱量情況是否（fǒu）正常，避（bì）免發生吸空現象，同時及時檢查油液情況避免油液變質.
3.2 在維修安裝中，必須排除元件（jiàn）及管路中空氣，並應將（jiāng）吸油（yóu）管及泵體灌滿油液，保持油管的密封（fēng）良好。
3.3 經常（cháng）檢查過濾器是否堵（dǔ）塞，以免油口（kǒu）壓力過（guò）低而造成空（kōng）氣分離現象。
3.4 在液壓缸和管道（dào）上部設置排氣裝置，用以放（fàng）掉係統中的空氣（qì）。
3.5 大慣性（xìng）的執行器在運動中因突然停止或換向（xiàng）時，會在進油（yóu）腔形成空（kōng）穴，為防止形成空穴，應設置補油回路。
3.6 可在油箱吸油側的底部從中間隔板至箱壁間蒙（méng）上一層60——100目的的金屬（shǔ）網，把排油箱中（zhōng）油液氣體分離出來。
3.7 采用較大直徑的吸油管，減（jiǎn）少管道局部阻力防（fáng）止泵產生（shēng）空穴，同時采用大容量的吸油過濾器防止油液中（zhōng）混入空氣。泵的（de）吸油管與係統的（de）回油管口要盡可能的低，兩者要盡可能遠的距離（lí），並在兩者之間加（jiā）隔板（bǎn）或消泡網。
    氣泡對液壓係統的危害是較（jiào）大的，應引起高（gāo）度重視。氣泡產生的途徑比較複雜，就目前而言，要完全消除和避免氣泡對液壓係（xì）統造成的（de）危害是不可能的（de），也是不現實的。但是正確認識氣（qì）泡的危害和產生氣泡的主要途徑，在液壓係統設計中盡可能采取有效的技術手段加以防範，盡量遏製氣泡的產生並將其可能造的危害降低到最低程度（dù），是十分必要的，也是（shì）完全可能的。此外（wài），除在液（yè）壓設備設計時采取必要的預防措施在設備（bèi）運行過程中采取防範措施，消除潛在的故障因（yīn）素（sù），做到防微杜漸（jiàn），以（yǐ）保證液壓設備安全進（jìn）行（háng），也（yě）是非常重要和（hé）不可忽（hū）視的。

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