液压油温过高的危害及其原因分析

    油温过高有哪些危害？油温过高的原因有哪些？怎样排除？

    液压系统是以油液作为介质来实现能量转换的。能量传递过程中，油液沿管道流动并流经各控制阀，由于黏性摩擦产生压力损失，以及由于泄漏产生容积损失的同时也产生压力损失；运动件间摩擦还会产生机械损失。这些能量损失将转化为热能，其中一部分散到大气中去，大部分传到液压元件和油液中，使液压系统温度升高。如果油路和油箱设计不当，散热不良23042200，则温升更高，结果导致各种故障发生。

    试验与实践证明，液压油箱内油液的温度通常可按图2-40油温标准来控制。
    液压系统工作温度一般30～55℃为宜，温度过高将会引起一系列故障的发生。图2-40  液压油温度标准
    由于温度过高，油液黏度显著下降。由于黏度下降，泄漏显著增加，液压泵及整个系统的效率也显著下降。另外，由于黏度下降，滑移部位油膜被破坏，摩擦阻力增加，磨损加剧，于是又引起系统发热，更增加了温升。同时，低黏度的油液流过节流元件时，元件特性发生变化，造成压力，速度调节不稳定。

    液压系统油液温度过高，将引起材料热膨胀系数不同的运动副之间的间隙变化。间隙变大，造成泄漏增加；间隙变小23042197，将引起运动件动作不灵或卡死。油温过高使油液氧化加剧，油液使用寿命降低，石油基油液形成胶状物质，并在过热的元件表面上形成沉积物，容易堵塞各种控制小孔，使之不能正常工作。水一油乳化液过热时，会分解而失去工作能力。温度过高的油液使橡胶密封件、软管早期老化，失效并降低使用寿命。

    液压系统油温过高的原因有以下6个方面。
    (1)液压系统设计不合理，系统在工作过程中有大量压力损失而使油液发热
    原因分析如下。
    ①如机床上有的工作机构在某段工作时间内要保持高压，运动速度要求很慢，甚至保压不动。空行程时，压力较低，流量要求较大。在这种情况下，若按系统中最高压力与最大流量选定液压泵（单个定量泵供油），则系统工作时，大量压力油经溢流阀流回油箱，造成很大的压力损失，引起油液发热。
    ②液压系统中液压元件规格选用不合理。选用阀时，由于规格过小，造成能量损失太大而引起系统发热，或因阀内流速过高而引起噪声。选用泵时泵的流量过大，则多余的油液从溢流阀溢出而引起发热。
    ③液压系统中存在多余的液压回路或多余的液压元件。
    ④系统中液压元件设计结构不合理，制造质量差。油液通过阀后，压力损失大，内泄漏严重。
    ⑤节流调整方式选择不当。
    ⑥液压系统在非工作过程中，无有效的卸荷措施，而使大量的压力油损耗，使油液发热。如在工件加工过程中测量或装卸时，液压泵仍满载工作。
    排除方法：改进液压系统X007297，减少系统中的压力油损耗。具体操作如下。
    ①合理选择液压泵。在系统工作循环过程中，有时需大流量低压力，有时需小流量高压力，此时可选用双泵供油回路作动力源，即用一个低压大流量泵和一个高压小流量泵组成复合泵（如图2-41所示），或采用变量液压泵等。所选液压泵的流量要大于同时动作的几个液压缸（或液压马达）所需最大工作流量之和，并应考虑系统中的漏损。还应避免选用流量过大的液压泵。
    ②对于液压元件，应根据系统的工作压力和通过该阀的最大流量选取。选择溢流阀时，按液压油的最大流量选取；选择节流阀、调速阀时，还应考虑最小稳定流量；其他阀类应按其接入的回路所需最大流量选取，而通过阀的最大流量不应超过其额定流量的20%。
    ③液压系统在满足性能要求的前提下，一般以最简为宜。应取消多余的回路和元件：
    ④系统中使用的液压元件不仅结构设计要合理，而且质量要高。对于结构不合理，质量次的元件要更换。
    ⑤系统中的调速回路，其调速方式应合理。对于负载变化不大的机床宜用进油节流调速回路，如图2-42所示；对于负载变化较大，而运动平稳性要求较高的系统，宜用回油节流调速回路，如图2-43所示；对于负载变化较大P778972，而运动平稳性要求不高的系统，宜采用旁路节流调速回路，如图2-44所示。
    若系统中负载变化较大，而速度要求较稳定，可将上述三种调速回路中的节流阀分别更换成调速阀，即可得到速度负载特性较好的回路。
    ⑥在液压系统运行中，工作过程之间总间隔着非工作过程。在非工作过程的时间段内必须使液压泵卸荷，才能防止油温上升。卸荷的方法很多，可用三位换向阀的卸荷回路；可用二位二通阀的卸荷回路（如图2-45）；也可用先导式溢流阀的卸荷回路（如图2-46）。若非工作时间较长，可关闭电机，使液压泵停转。但当非工作时间较短时，不宜采用此法。

    (2)压力损耗大使压力能转换成热能
    原因分析如下。
    ①液压系统中管路设计，安装不合理，如管路长、弯曲多、截面变化频繁等均会引起压力损失加大，而使油液发热。
    ②管路长期未清洗和保养，内孔壁附着污物，增加油液流动时的压力损失。
    ③误用黏度过高的液压油。
    ④油液在管路、阀内流速过大。如管道直径太小，当油液通过时液阻增大，会产生很大的压力损失，使油温剧烈上升，并产生振动和噪声。
    排除方法如下。
    ①合理设计管路，尽可能缩短管长，减少弯曲和截面变化。
    ②对管路要定期保养，拆卸管道进行清洗，使管道内壁保持光滑，减小液流通过时的压力降。
    ③合理选择液压油。若黏度偏高，应更换黏度较低的液压油。对于不同精度等级的液压设备，应选择相应档次和质量的液压油，并尽可能采用黏温特性曲线变化较小的液压油。
    ④液压系统中的管路，要根据允许通过的流速对管径进行验算。压力油管v=2～5 m/s，系统压力p<2. 5MPa时，推荐允许油流速度v=2 m／s；系统压力p=2.5～14MPa时，推荐允许油流速度v=3～4m／s;系统压力p>14MPa时，推荐允许油流速度v≤5m/s。回油管推荐允许油流速度v=0. 5～1. 5m／s，短管道及局部收缩处v≤5-7m／s。
    若验算结果管径过小P536940，可以适当加大，特别是回油管，应使回油通畅。同时也必须保证吸油通畅，把吸油管端切成45。以增加吸油面积。管径也不能取得太大，否则，结构不紧凑，浪费材料并使弯管困难。

    (3)容积损耗大而引起的油液发热
    原因分析：液压泵，各连接处，配合间隙处等的内外泄漏使油液发热。
    排除方法：减少容积损耗，防止内外泄漏。

    (4)机械损耗大引起的油液发热
    原因分析：
    ①液压元件的加工精度和装配质量不良；
    ②相对运动件润滑不良；
    ③安装精度差，如液压缸与导轨不平行；
    ④密封件质量差，或因泄漏而调整过紧，摩擦力增加而发热。
    排除方法如下。
    ①液压元件的加工质量应得到保证，不合格的元件不能装入系统使用。相对运动件的安装精度必须保证达到规定的技术要求。
    ②改善相对运动件的润滑条件，并做到定期检查，发现润滑条件差，要立即排除。
    ③安装液压缸时，要以导轨为基准进行测量，以保证缸轴线和导轨的平行度要求。
    ④选用密封件质量要高，即要保证几何精度、耐油特性和强度性能等方面的技术要求，同时还应选择摩擦因数小的密封件。密封装置松紧调整要合理，虽然密封件与配合面压得越紧密封效果越好，但摩擦阻力也随之增大。因此密封装置要获得良好的密封性能，主要应从密封结构设计方面下工夫，使用时应按规定的压缩量调整。

    (5)压力调整过高，甚至超过许可的峰值压力，因而压力损失大、温升高
    原因分析：因导轨之间的润滑条件不良，机床零件加工精度和装配质量差，增加了运行阻力，系统需调高压力才能正常工作，因而增加了能量损耗，使油液发热。
    排除方法：提高加工精度和装配质量，合理调整系统中各种压力阀的压力，在满足系统正常工作的条件下，尽可能调至机床说明书所规定的下限压力甚至更低。如系统中有背压阀，背压阀的压力调整以保证工作速度的稳定性为准。

    (6)油箱容积小，散热条件差导致温度升高
    原因分析：油箱容积应根据不同系统的使用状况（如行走机械或是固定机械）和散热条件来确定。设计不合理，安装位置不当，造成散热不良，使油液发热。
    排除方法：改善散热条件，有效地发挥箱壁的散热效果，适当地增加油箱容量。若温升过高，可采取强迫冷却措施。具体措施如下。
    ①油箱底面不应与地面接触。
    ②油箱上应开设通气口，使空气流通，提高散热效果；同时应使大气和油箱相通，使油箱内的压力为大气压。
    ③从回油管的出口流向吸油管的入口P771531，油液应沿着箱壁流动，其路程应尽可能地长。这样不仅有利于散热，而且便于气泡析出。
    ④油箱应设置在通风并远离热源的地方。
    ⑤如不便于增加油箱容量，可安装冷却装置降温。