温度升高后,液压油会逐渐变稀,黏度下降。
液压油不仅用于传递压力,还需要在泵、阀、马达和执行元件的运动表面之间形成润滑油膜。当油液黏度过低时,油膜厚度会减小,金属表面之间的润滑和保护能力随之下降。
这可能造成:
液压泵内部润滑不足;
阀芯与阀孔之间磨损加快;
液压马达内部摩擦增加;
运动部件表面出现异常磨损;
系统内泄漏进一步增大。
因此,有些设备在刚启动时运行正常,但随着油温升高,动作会逐渐变慢或变得无力。
液压泵、液压阀、液压马达和液压缸内部都存在一定的配合间隙。
在正常油温和合适黏度下,这些间隙中的泄漏量通常处于可控范围。但当油液因高温变稀后,油液会更容易通过内部间隙,从高压区域流向低压区域。
系统可能出现:
泵实际输出流量下降;
执行元件动作速度降低;
负载下的输出能力减弱;
压力建立时间延长;
保压性能变差;
液压马达转速或扭矩下降;
负载停止后发生下沉或位移。
内泄漏还会形成新的能量损失,并继续转化为热量,形成:
温度升高—黏度下降—泄漏增加—发热加重
的循环。
液压系统运行过程中,电机或发动机提供的能量不可能全部转化为有效输出。
泵内泄漏、阀口节流、管路阻力和执行元件摩擦都会造成能量损失。当油温升高、内泄漏增加后,系统的容积效率和整体效率会进一步下降。
例如,电机仍然以原来的功率带动液压泵运行,但泵输出到执行元件的有效流量已经减少。设备完成同一个动作需要更长时间,连续生产效率也会降低。
常见现象包括:
举升速度变慢;
液压缸伸缩时间延长;
液压马达转速下降;
带载动作无力;
电机电流升高;
发动机燃油消耗增加;
热机状态下循环时间明显变长。
如果设备只在高温或长时间运行后出现性能下降,应同时检查液压泵、控制阀、执行元件和系统散热能力,而不能只判断某一个部件故障。
高温会改变液压油的流动特性,也会影响压力阀、流量阀、方向阀、比例阀和伺服阀的控制表现。
当热油更容易通过阀芯间隙泄漏时,系统可能难以维持稳定的压力和流量。
操作过程中可能出现:
压力表指针波动;
执行元件速度不稳定;
动作响应变慢;
低速运行时出现爬行;
加速和减速不平稳;
不同循环之间的动作时间不一致;
冷机和热机状态差异明显。
比例阀和伺服阀通常具有较小的内部间隙,对油液黏度、清洁度和温度变化更加敏感。高温与污染物同时存在时,控制精度可能进一步下降。
液压泵依靠液压油完成润滑、密封和散热。
当油液黏度过低时,泵内部摩擦副的油膜会变薄,泵的内泄漏和磨损可能加剧。随着泵内部间隙扩大,输出流量进一步下降,泵体温度也可能继续升高。
此外,夏季高温还可能加重泵入口的吸油问题。
如果系统存在油位过低、吸油滤网堵塞、吸油管径过小、吸油管过长或接头漏气等问题,液压泵入口可能无法获得足够稳定的油液。
这时可能出现:
泵产生尖锐噪声;
吸油管路振动;
油箱内出现泡沫;
输出流量产生脉动;
泵内部表面发生气蚀冲蚀;
系统动作不连续。
高温不一定是气蚀的唯一原因,但会使原本处于临界状态的吸油结构更容易暴露问题。
液压油长期处于高温状态时,氧化速度会明显加快。
油液氧化后,颜色可能逐渐变深,并出现异味、油泥、漆膜或其他沉积物。这些氧化产物会影响泵、阀、过滤器和冷却器的正常工作。
可能造成:
阀芯动作不灵活;
小孔和节流通道堵塞;
滤芯更快达到堵塞状态;
油箱内部沉积物增加;
冷却器换热效率下降;
液压油使用寿命缩短;
比例阀和伺服阀控制异常。
如果只补充新油而不处理系统中的氧化物、污染物和沉积物,油液问题通常还会再次出现。
液压系统中的密封件、软管和其他橡胶部件都有相应的温度适用范围。
如果长期承受过高温度,材料可能逐渐硬化、软化、膨胀、开裂或失去弹性,从而增加外部泄漏和突然失效的风险。
常见问题包括:
接头和法兰处渗油;
阀块静密封失效;
软管表面开裂;
软管局部鼓包;
密封圈硬化;
软管接头松动或渗漏;
密封件使用寿命缩短。
发动机、排气管、炉体和高温物料等外部热源,还可能使某些局部区域的温度远高于油箱中的平均油温。
因此,液压软管、阀组、油箱和控制元件的安装位置也会影响其夏季运行可靠性。
夏季环境温度升高后,空气冷却器与周围空气之间的温差减小,其散热能力可能下降。
如果冷却器原本已经接近最大散热能力,设备进入夏季后便可能出现油温持续升高的问题。
冷却能力不足的常见原因还包括:
散热片被灰尘或油污堵塞;
风扇转向错误;
风量不足;
风扇电机故障;
温控开关失效;
冷却器周围通风不良;
热风在设备内部循环;
水冷却器内部结垢;
冷却水流量不足;
冷却器选型偏小。
但出现油温过高时,不能只通过更换更大的冷却器解决。
如果系统内部存在溢流阀长期工作、节流损失过大、泵内泄漏严重或回油背压过高,即使增加冷却器,也只是处理已经产生的热量,并没有消除发热原因。
液压油箱不仅用于储存油液,还承担散热、排气、沉降污染物以及为泵提供稳定吸油条件的作用。
如果油箱容积过小,油液在油箱中的停留时间不足,热量和空气便难以及时释放。
不合理的油箱内部结构还可能使高温回油直接流向吸油口,导致热油和气泡重新进入液压泵。
这可能造成:
泵入口油温持续升高;
油液中的空气难以分离;
吸油状态不稳定;
油液氧化速度加快;
泵噪声和系统振动增加;
冷却器负担增大。
油位过低也会减少系统中参与吸热和散热的油液总量,并可能使吸油口产生旋涡或吸入空气。
来源:公众号液压说
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