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顆粒污染物的危害

更新時間:2022-05-04 瀏覽次數(shù):3111

顆粒污染物的危害主要有以下幾個方面:

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1磨損

磨損是機(jī)器運轉(zhuǎn)中普遍存在的一個嚴(yán)重問題,是液壓和潤滑系統(tǒng)元件失效的主要原因。研究表明,液壓和潤滑系統(tǒng)的磨損主要是由于顆粒污染造成的,因此,為了改善和控制元件的磨損,必須了解油液污染對元件磨損的影響和污染磨損的機(jī)理。

油液中的固體顆粒污染物是引起磨損的最主要原因,在這里,顆粒起著研磨劑中磨料的作用,它同元件表面長期相互作用,產(chǎn)生各種形式的磨損,造成元件表面逐漸損壞,配合間隙逐漸增大,內(nèi)漏逐漸加大,導(dǎo)致性能衰降直至失效,縮短使用壽命;同時可促成顆粒淤積、堵塞和卡滯,導(dǎo)致突發(fā)性故障。在液壓系統(tǒng)里,無論是金屬件還是非金屬件,都極易受到這種磨損,特別是配合精度較高的滑閥式或柱塞式等機(jī)構(gòu),更易遭到顆粒的磨損。磨損的過程比較復(fù)雜,是一個微觀、漸變的過程,一般看不到磨損的過程,只能看到磨損的結(jié)果。

2、淤積

固體顆粒隨液流流經(jīng)運動副時,在縫隙流動的附加作用下,粒度小于配合間隙的顆粒較易進(jìn)入間隙內(nèi),在油膜附面層的吸附和阻滯下被淤積在間隙內(nèi),隨著淤積量的加大,縫隙流動可能被大量小顆粒阻斷,這就是淤積現(xiàn)象。顆粒淤積會造成運動副之間靜摩擦力大大增加,閥芯運動受阻,可導(dǎo)致工作不穩(wěn)定等突發(fā)性故障,如空中飄擺、油壓不穩(wěn)、壓力跳動、響應(yīng)瞬時變慢或停滯等;同時可促成磨損、堵塞和卡滯。淤積現(xiàn)象往往是暫時的,當(dāng)運動副一旦工作起來后,原來形成的邊界層就被破壞,淤積的顆粒會很快被液流帶走,淤積效應(yīng)隨之消失,滑閥又能正常工作,因此,突發(fā)性的工作不穩(wěn)定故障能自動消失,系統(tǒng)工作又恢復(fù)正常,地面停機(jī)后往往無法檢查。油中小顆粒濃度越高,運動副相對靜止時間越長,淤積現(xiàn)象越容易發(fā)生。因此,伺服閥在設(shè)計上有使閥芯在平衡位置發(fā)生高頻小幅度振動的措施,目的就是防止淤積效應(yīng)的發(fā)生;航空液壓助力器在工作中人為地使配油柱塞作適當(dāng)?shù)膭幼鳎怪灰o止時間過長,能有效防止淤積現(xiàn)象。

3堵塞

堵塞一般發(fā)生在節(jié)流孔、阻尼孔、噴嘴和油濾等處,造成流量減小,導(dǎo)致意想不到的故障。

4卡滯

卡滯一般發(fā)生在滑閥機(jī)構(gòu)的閥芯與閥套配合面,造成配合面劃紋和劃傷、閥芯運動受阻甚至卡死,導(dǎo)致突發(fā)性故障。

顆粒引起的液壓卡緊現(xiàn)象可以造成卡滯。較大的顆粒進(jìn)入運動副間隙并附在間隙入口附近,根據(jù)液壓流體力學(xué)理論可知,此處液流流速變大,則壓力分布變小,上下間隙產(chǎn)生徑向不平衡力,把閥芯壓向顆粒濃度高的一邊,稱為顆粒引起的液壓卡緊現(xiàn)象。在高壓系統(tǒng)中,當(dāng)發(fā)生液壓卡緊時,閥芯受到的不平衡力和液壓卡緊力都很大,造成閥芯卡滯和偏磨。

彈性變形卡緊現(xiàn)象也可以引起卡滯。在高壓下,材料因彈性變形而引起運動副配合間隙增大,使得一些比正常間隙略大的顆粒進(jìn)入并被阻留在間隙中,當(dāng)系統(tǒng)消壓或油壓換向時,原來的彈性變形消失,大顆粒被壓在間隙中,若顆粒硬度較大,則顆粒被嵌入到運動副表層內(nèi),這種現(xiàn)象稱為彈性變形卡緊。當(dāng)彈性變形卡緊發(fā)生時,會造成配合面壓傷和嚴(yán)重卡滯,嚴(yán)重卡滯會造成明顯劃傷甚至卡死。

不規(guī)則大顆粒的碾壓和滾動也可以引起卡滯。顆粒形狀通常是不規(guī)則的,某些扁長顆粒的長度大于間隙值,但扁平厚度小于間隙值,扁平端能夠進(jìn)入運動副間隙,顆粒在運動表面的碾壓下產(chǎn)生滾動,長端立于間隙中,產(chǎn)生卡滯。

5加速油液變質(zhì)

大量顆粒的不規(guī)則運動,會對油液起反復(fù)剪切作用,降低油液粘度和潤滑性,催化油液氧化變質(zhì),縮短其使用壽命。


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