工程机械装配过程中的液压系统污染与防治.pdf

工程机械装配过程中的液压系统污染与防治 张瑞 ， 王春英 ， 陈吉祥 ， 王宝宁 。 1 ． 山东山推机械有限公司； 2 ． 山东源根石油化工有限公司； 3 ． 山推工程机械股份有限公司 摘要 液压系统是工程机械的关键组成之一 ， 对清洁度有着十分严格的要求。在装配过程中， 车 间内悬浮的灰尘、 工件上粘附的铁屑、 渣滓以及工装工具上掉落的杂物等都可能对工程机械液压系统 造成污染 ， 从而导致故障。为防止装配过程中液压系统污染， 可从装配环境、 液压系统零部件清洗质 量、 工具清洁度管理和工人清洁度意识4个方面进行改善。通过采用电动叉车以及对试车产生的尾气 进行处理 ， 减少车间内烟尘的产生； 通过改善清洗工艺来提高清洗质量； 通过液压装配工具的专用化 来减少交叉污染； 通过监督检查来提高工人对液压件的防护意识。从多个方面采取综合措施， 控制污 染源头， 可有效减少装配过程中的液压系统污染。 关键词 液压； 清洁度； 清洗； 装配； 环境 现代工程机械是集机械、 液压、 电气和信息等 多种技术为一体的复杂机械施工设备。在工程机械 各系统中， 绝大多数运动系统， 如行走系统、 工作装 置等是通过液压系统来实现的， 比如挖掘机的行走 是通过液压马达来驱动的 ， 挖掘机 的挖掘动作是通 过液压缸的伸缩来实现的。液压系统对于工程机械 而言， 非常重要。一旦工程机械液压系统混入杂质， 就会引起液压元件的磨损或卡滞等现象， 最终导致 机器的各种动作无法实现， 设备无法正常运转。 在实际使用中， 液压系统的质量问题 占到了工 程机械设备质量问题的绝大多数 ， 而在液压系统故 障中， 8 0 ％以上是由于液压油和液压系统的污染造 成的Ⅲ 。造成液压油和液压系统污染的原 因是多方 面的， 有液压件制造过程方面的因素， 有整机装配 过程方面因素的， 还有油液及设备使用维护不当方 面 的因素[2 - 3 ] 。工程机械设备结构复杂 ， 零部件数量 多 ， 装配生产周期长， 在装配生产过程 中如果管理 控制不到位 ， 就会造成液压系统的污染 。 1 工程机械对清洁度的要求 工程机械液压系统是以油液为工作介质来传 递能量和实现各种动作的，一旦液压系统受到污 染 ， 各种控制阀将无法正常工作， 难以实现压力 、 流 量和方向的精确控制。因此， 相关行业标准对工程 机械液压系统中的零部件清洁度规定具体的指标， 表 1是液力变矩器清洁度指标 残留异物质量 [ 4 1 ， 表 2是工程机械主要液压元辅件清洁度指标【 5 ] 。 表 1 液力变矩器清洁度指标 液力变矩器有效直径 ／ mm 3 7 5 5 3 0 清洁度指标 ／ r a g 5 5 0 7 5 0 9 5 O 2 装配过程中液压污染的产生及危害 2 ． 1 装配过程 中液压污染的产生 工程机械企业深知清洁度对于产 品的重要性 ， 因此都对各种液压元辅件的清洁度提出严格的要 求。液压元辅件的生产厂家也将清洁度作为质量控 制的重点 ， 并对所生产的液压元辅件进行高标准的 清洗、 包装 ， 以确保为主机厂家提供的液压元辅件 符合相关清洁度要求。 工程机械制造企业在装配生产过程中， 也十分 作者简介 张瑞 1 9 7 7 一 ， 男 ， 贵州毕节人， 工程师， 在读硕士， 研究方向 工程机械制造技术。 一 6 5 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 表2 工程机械主要液压元辅件清洁度指标 产品 清洁度指 名称 规格 备注 标 ／ mg 1 0 2 5 齿轮 1 0 2 5 3 0 泵及 排量 2 5 V 6 3 4 0 叶片 ／ mL ／ r 6 3 1 6 0 5 0 泵 1 6 0V4O 0 6 5 ≤ 1 0 1 5 压力 公称 l 6 1 9 包括溢流阀 、减 控制 通径 2 0 2 2 阀 ／ mm 2 5 2 9 压阀和顺序阀 ≥3 2 3 5 ≤ 1 0 1 0 节流 公称 1 6 1 2 通径 2 0 1 4 阀 ／ mm 2 5 1 9 ≥3 2 2 7 1 6 O ． 6 8 表中为插装件指 2 5 1 ． 7 2 标值，控制盖板 二通 公称 3 2 3 ． 6 指标值按相应通 插装 通径 4 0 6 ． 9 6 径增加 2 0 ％， 先 阀 ／ m m 5 0 1 1 ． 6 4 导阀指标值按相 6 3 2 6 _ 3 应阀类指标值 4 0 6 3 3 5 8 01 1 0 6 0 行 程 按 1 m 计 液压 内径 算 ，行程每增加 1 2 5 - 1 6 O 9 0 缸 ／ mm 1 m污染物质量 1 8 0 ～ 2 5 0 1 3 5 允许增加 5 0 ％ 32 0 5 O 0 2 6 0 重视清洁度的控制 。但是 ， 受到生产环境 、 工艺等方 面的限制，清洁度的控制并不是一件容易的事， 有 的企业费尽了心思，但依然是收效甚微且不稳定。 在工程机械装配过程 中， 液压系统的污染主要来 自 以下几个方面。 1 空气 中悬浮的灰尘 、 杂质。如果装配车 间 紧挨道路且在装配生产过程 中门窗处于敞开状态 ， 周围环境中的灰尘就会不断进入车间。另外， 在整 机装配过程中， 发动机需要试车， 下线时基本上是 靠整机的开动。发动机一旦运转， 就会排放大量的 烟尘。由于工程机械发动机的排气管开口一般都是 朝上的， 排放的烟尘会快速上升， 并扩散到车间。另 外 ，车 间内的搬运叉车在行走过程 中也会排放尾 气， 起重机大车、 小车行走过程中车轮与导轨会出 一 6 6一 现研磨现象， 产生金属粉末。这些灰尘和烟尘都含 有细小的颗粒物及金属粉末 ， 会在重力作用下沉降 到液压元件的腔体内或空隙内。 2 工件存放时粘附的铁屑、 渣滓。工件转运、 存放的工位器具或托盘在重复使用过程中， 上面会 留下工件加工产生的铁屑、 抛丸残留的丸砂、 摩擦 掉落的漆皮、 油泥以及其他渣滓。液压系统的零部 件使用这样的工位器具或托盘转运或存放， 表面就 会粘附上各种各样的渣滓， 尤其是对于清洗之后的 液压系统零部件， 易造成二次污染且容易被忽视。 3 落人杂质、 污物。工人的手套、 衣服、 帽子 等， 穿戴时间久以后， 会起皮、 起毛等。这些皮毛随 时可能脱离手套 、 衣服或帽子等， 在装配作业过程 中掉落到工件表面或腔体内部。工件吊具上粘附有 杂质， 软带在使用过程中磨损起皮、 起毛等， 这些吊 具上的细小杂物会在吊装过程中抖落到零部件上 ， 并进人到液压系统 。混用 的装配工具 上带有的杂 质、 污物， 在与被装配液压零部件接触时也会被带 入液压系统 ， 造成污染。 2 ． 2 液压系统污染的危害 在工程机械装配过程中 ， 一旦混入灰尘 、 铁屑 及其他杂物， 就会对液压系统造成污染 ， 并使液压 元件出现一系列的不 良后果。比如 ， 灰尘或烟尘 中 的固体颗粒物会加速各种液压元件的摩擦、磨损 ， 堵塞阀芯、 滤油器等， 并使泵、 阀的性能下降， 寿命 缩短。再如， 残留在液压油箱或管路中的水分会导 致液压元件的锈蚀 ， 加速油液的氧化并与油液中的 添加剂发生反应 ， 生成胶质 ， 堵塞 阀芯 ； 阀芯堵塞会 造成工程机械 的各种动作失灵 ， 严重 时还会造成危 及操作人员和现场人员的安全事故。 设备一旦出故障，施工进度就会受到影响， 用 户就会遭受一定 的损失。对于工程机械制造企业而 言 ， 对于三包期内的设备， 出现故障就需要派人进 行维修服务 ， 更换受损元件 ， 同样会遭受一定 的损 失。因此 ， 装配过程造成的液压系统污染无论对用 户还是对制造商都是不利的。 3 防止装配过程中液压系统污染的措施 造成装配过程中液压系统污染的原因有很多， 车间清洁度差 ， 工件清洗质量达不到要求 ， 工作人 员清洁度意识较差， 装配工具带有污物等都会造成 装配过程中某些零件和液压系统 的污染 。因此 ， 要 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 防止装配过程 中液压系统污染 ，需要从装配环境 、 零部件清洗质量 、 工具清洁度和工人清洁度意识等 方面抓起 ， 减少污染物来源。 3 ． 1 改善装配环境 要想获得理想的装配环境， 最好的办法就是建 造洁净厂房。但是对于工程机械企业而言， 洁净厂 房 的投资大 ， 也无必要 。如何改善现有装配车间的 环境呢那就是消除或减少污染源。对于试车过程 和下线过程中发动机排放的烟尘， 可通过增加尾气 处理装置，使排放的尾气进入管道和处理装置， 避 免含有烟尘的尾气直接排放到车间。另外， 车间的 搬运叉车如果是内燃式的， 同样会排放含烟尘的尾 气 ，因此应尽可能将内燃式叉车更换为电动式叉 车。电动式叉车采用清洁的电能， 工作过程中无任 何排放 ， 对改善车间环境具有十分重要的意义。 除车间内部产生的烟尘， 外部进人的灰尘也是 影响车间环境的重要因素。要防止车间外的灰尘进 入 ， 只能是关闭 门窗。在我 国北方地 区， 冬季关 闭车 间门窗是必然的， 但是在夏季， 我国绝大多数地区 的生产车间都不大可能关闭门窗 ， 当然 ， 关闭门窗 也不是不可以， 如果车间安装了制冷空调 ， 就必须 关闭门窗。山推工程机械股份有限公司推土机事业 部的推土机装配车间于 2 0 1 0 年安装 了制冷空调， 成为国内工程机械行业企业的先例 ， 在改善工人作 业环境的同时， 也使装配车间成为一个相对封闭的 环境， 空气清洁度大大改善。 3 ． 2 改善清洗质量 清洗是装配的第一道工序 ，也是一道十分关 键的工序。 需要清洗的不只是液压系统元件， 为提 高螺纹紧固胶的紧固效果 ，螺栓及其他一些零部 件也要进行清洗。 但是 ， 这些零部件和液压系统元 件的清洁度要求是不一样的， 因此， 清洗时应有区 分 ， 最好是在不 同的清洗机上进行清洗 。为了节约 成本和用水 ， 清洗液都是循环使用的， 因此应对清 洗液质量进行监测 ， 及时更换清洗液。清洗时， 最 好采用喷淋式清洗 。采用浸槽式清洗时 ， 清洗液表 面漂浮 的杂质容易粘 附到工件上 。清洗后 还应 进 行漂洗， 以去除清洗过程残留在工件表面的污物。 工件清洗后 ，如果残留清洗液，应采取必要的措 施 ， 去除残留的清洗液。 3 ． 3 加强工具清洁度管理 工程机械的装配工序较多， 液压系统分布在整 机的各个部件 ， 如行走、 工作装置等 ， 因此液压系统 的装配并不是独立的 ， 而是穿插在整台机器的整个 装配过程。由于液压系统装配的分散性， 在人员、 工 具上就可能与其他部分的装配混合 ， 由于其他部分 装配时对清洁度要求不高甚至没有要求， 工具的使 用比较随意， 但是 ， 这些工具用于工程机械液压系 统的装配时，上面的灰尘杂质等就会污染液压元 件。因此， 液压系统装配工段或班组的工具、 吊具等 不应 与其他工段或班组混用 。 3 ． 4 提高工人清洁度意识 必须通过必要的培训让工人知道清洁度的重 要性 ，并通过一些典型事例说 明由于清 洁度 问题 造成的损失 ， 使工人树立清洁度意识。同时， 要加 强检查和监督 ，并对可能对液压 系统造成污染 的 一 些不当操作进行指正。比如， 油管的保护帽一定 要在装配时才能取下；不能马上装配的油管阀块 接头 ， 应采取有效防护措施， 避免灰尘杂质进入 ； 油箱清洗后要立 即进行封闭 ，去 除封 闭工装后要 立 即安装油箱盖。 4 结束语 工程机械的液压系统是一个复杂的系统， 液压 系统清洁度的控制也是一个复杂的系统工程， 涉及 工程机械零件制造， 部件装配 ， 整机装配以及使用 维护的整个过程， 涉及生产环境 、 工艺与设备以及 人员等各个方面， 这就需要在装配过程中保证液压 元件的清洁度达标，防止装配过程中产生污染， 以 装配出清洁度达标的液压系统。 参考文献 【 1 】李岚， 王湘江． 实施工程机械液压系统绿色设计的策略 [ J ] ．工程机械， 2 0 0 3 3 2 4 2 6 ． [ 2 ]李新德， 王丽． 工程机械液压系统常见故障的原因分析 及对策f J 1 _ 机床与液压， 2 0 0 8 7 1 6 4 1 6 7 ． 【 3 】李晓清， 液压系统制作、 安装过程中的污染控制忉． 电力 建设， 2 0 0 6 1 5 5 5 6 ， 5 9 ． f 4 1 J B ／ T 1 0 2 2 3 --2 0 0 1 工程机械液力变矩器清洁度检测 方法及指标[ s 】 ． 【 5 ]J B ／ T 7 8 5 8 --1 9 9 5 液压元件清洁度评定方法及液压元 件清洁度指标[ s ] ． 通信地址 山东省济宁市崇文大道 6 6 6 6号山东山推机械有 限公司 2 7 2 0 0 0 收稿日期 2 0 1 2 0 9 1 1 一 6 7 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m