工程机械液压油箱清洁度控制方法研究.pdf

工程机械液压油箱清洁度控制方法研究 郭春凤 ， 高洪民 1 ． 临沂师范学院工程学院； 2 ． 山东华星工程机械有 限公司 摘 要液压系统污染是液压故障的一个主要原因，污染物混入系统后会加速液压元件的磨损 、 研 损、 烧伤， 甚至破坏或者引起阀的动作失灵或噪声。 还可能引起滤网堵塞， 液压泵吸油困难 ， 回油不畅而产 生气蚀、 振动等， 堵塞严重时会因阻力过大而将滤网击穿， 完全丧失过滤作用， 造成液压系统的恶性循环。 研究了影响液压系统清洁度的关键件“ 油箱” 的制造过程 ， 分析了生产中影响液压油箱清洁度的因素及其 原因， 改进了油箱结构和油箱制造工艺流程， 开发了新的油箱前处理、 烘干及无尘装配方法 ， 并提出了整 机试车后液压油过滤方法。研究结果表明， 所建立的方法与装置可有效避免固体颗粒对液压系统使用寿 命的不良影响， 达到提高液压系统清洁度的目的。 、 ● - ， ● ● ～ ’ _ 、 -- ’ _ 、 n ， - ● V ’ -_ 、 n ， ● ● ～ ’ - ’ n _ ， ●● ’ 、 n ， - v 、 _ n ， - 、 n ， ● - ’ 1 ● V ’ r ’ _ ’ ● ～ ’ n - ， ● - ’ _ ’ _ ～， 关键词 液压系统 ； 油箱 ； 清洁度 l 油箱制造和装配过程中污染状况分析 油箱是液压系统的重要元件 ，对液压系统清洁 度影响很大 ， 在油箱制造和装配过程中， 往往潜伏许 多污染物 ，通过分析油箱制造和装配过程中的诸多 因素 ， 污染状况及其原因如下 1 由于油箱的部分结构设计存在缺陷， 例如没 有留有出气孔 ， 故在酸洗磷化过程中， 容易产生油箱 内部真空引起的锈蚀现象 ， 如图 1 所示。 用不掉毛的 纸在已装配好的油箱内壁锈蚀处进行擦拭 ，擦拭纸 上留下明显的锈蚀物； 2 在 已装配好的油箱 内部油管上往往存在毛 刺或挂灰， 如图 2 所示。 造成该问题的原 因是零件打 磨不彻底 ； 3 残留油漆造成的污染 ， 如图 3所示 。由于喷 漆前屏蔽不到位 ， 而造成油漆残 留； 4 在部件焊接过程中， 由于焊接质量过程控制 图 l 油箱内部酸洗真空锈蚀 不到位 ， 出现未清理的焊瘤 、 焊渣 ， 如图 4所示 ； 5 磷化前处理后挂灰现象严重 ， 出现磷化挂灰 及锈蚀现象 ， 如图 5所示。 由于磷化配方落后或者不 合适 ， 再加上水洗不彻底 ， 存在严重 的挂灰现象 ； 另 外 ， 现行的烘干工艺为采用氧、 乙炔火焰直接加热烘 干 ， 由于火焰温度能超过 1 0 0 0 o C， 火焰烤后的磷化 膜被高温烤坏 ，出现如图 6所示的磷化膜粉化现象 磷化膜烘干温度不得超过 2 0 0℃， 否则磷化膜会粉 化破坏 ； 6 装配现场污染控制不到位 ，污染 比较严重 ， 滤网直接放到地面上并大量暴露于有尘土的空气 中， 不能保证装配零件的清洁度。 2 油箱污染控制方法研究 通过以上现象及其分析发现 ，改进前油箱存在 锈蚀 、 毛刺 、 磷化挂灰 、 焊渣 、 焊瘤和装 配污染 等现 象 ， 油箱的清洁度达不到标准规定的清洁度要求 ， 针 图 2 毛刺及挂灰 作者简介 郭春凤 1 9 6 3 一 ， 女， 硕士， 研究方向 工程机械设计与制造工艺， 2 0 0 9年开始从事工程机械教学与研究。 一 6 2～ 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 图 3残留油漆 图 5 磷化挂灰及锈蚀 对上述油箱污染问题 ，研究并采用 了一系列改进方 法与措施 ， 显著降低 了油箱的污染程度。 2 ． 1 油箱结构设计改进 为了避免油箱 内部酸洗磷化时形成真空引起油 箱内部锈蚀现象 ，找出油箱酸洗磷化过程中形成真 图 4 未清理的焊瘤 、 焊渣 图 6 火焰烘烤引起磷化膜粉化 空的隔板 ，对相关隔板进行结构改进或对隔板实施 断续焊接 ， 确保酸洗磷化时留有足够 的放气间隙， 彻 底解决了酸洗磷化时内部真空锈蚀现象。对油箱相 关隔板进行去角处理或对隔板实施断续焊接的示意 图如图 7 所示 。 ． ． ． ． ． ． ‘ o o ＼ H f - 此 处 改 为 断续 焊 接 避 免磷 化 真 空 I 。 雌a B 搁 ⋯ ⋯ ⋯ I 。 图 7 对油箱相关隔板进行适 当的去角改进或对隔板实施断续焊接 2 ． 2工艺流程调整 为了减少焊接缺 陷和焊接飞溅 ， 采用激光或精 细等离子数控 下料代替普通等 离子或火焰切割 下 料， 拼焊时采用夹紧胎具 ， 使每道焊缝均匀。同时为 了保证 油箱 总装 前油箱零部件磷 化干燥后不被污 染 ， 需将原来 的油箱 制造 工艺流程 由 普通等离子 一 6 3 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 茧 睽 恻 麟 鹋 簿 簿 或 火 焰 切 割 下 料 一 焊 接 一 打 磨 清 理 一 打 压 试 验 磷 化 膜 ，考 虑 到 油 箱 前 处 理 前 需 做 渗 油 试 验 ，油 箱 内 焊 补 一渗油试验一焊补一 打磨清理一酸洗磷化一 表面残存油太多 ，我们在前处理时增加 了一道预脱 火焰烘干一 打磨清理一装配 ， 改为 激光或精细等 脂工序 ， 建立了更先进的磷化配方和工艺流程 ， 其工 离子数控规则下料一油箱拼焊前打磨清理一油箱 艺流程为预脱脂一水洗一脱脂一水洗 除锈一水 封盖焊接一 打磨清理一打压试验一焊补一渗油试 洗一 中和一 表调一多元体系磷化一水洗一烘干。同 验一焊补一 打磨清理一酸洗磷化一烘干室定温烘 时建立了表 1 所示的前处理工艺控制规范 ，实践证 干一装配。 明，经过改进的前处理工艺及其控制规范取得了很 2 ． 3 油箱酸洗磷化挂灰改进措施 好的效果。 油箱 的酸洗磷化质量对油箱的清洁度和漆膜附 改进后的前处理工艺具有以下优点 脱脂 、 除锈 着力有直接影响， 油箱前处理磷化过程挂灰现象 ， 已 分步处理能将工件表 面的油污及锈蚀处理得更 干 经严重影响了油箱的清洁度和外观涂漆漆膜的附着 净 ， 槽液的使用期限会相对延长 ； 选用多元体系磷化 力。改进前的前处理工艺为 除油除锈二合一一水 产品 ， 沉渣量少 ， 易于清理 ， 磷化膜致密均匀。 磷化后 洗一中和一两组份磷化一水洗 喷漆 。改进前的除 的工件不用进行二次打磨处理 ， 避免了污染 ， 提高了 油除锈二合一是将脱脂 、 除锈两道工序合为一体 ， 使 油箱清洁度。 用时 ，从工件除下的油污在强酸的作用下会磷化为 若按油箱年生产量为 5万件时 ，油箱制造需要 油渣 ， 会影 响酸池 的清洁 ， 必须常常清理酸池 ， 工件 两条前处理线 ， 每条线上分别有两个酸洗和磷化槽 ， 带油也会影响除锈效果。 另外， 改进前两组份磷化产 采用浸渍法 ， 并配备相应的加热设备 ， 酸洗磷化槽采 品处理时间长且沉渣量过高 ， 不利于清洗 ， 因此会在 用不锈钢或橡胶等耐腐蚀衬里 ，不锈钢加热管道安 工件表面形成一层 白色灰尘 ，既影响油箱 内部 的清 装在槽 的两侧 ，油箱前处理线工艺流程及布置如图 洁度 ， 又影响后来涂漆漆膜附着力。 8 所示 。 针对前处理工艺存在的问题 ，为了获得更好的 表 1 前处理工艺控制规范 项 目 工艺性能指标 化验分析 备 注 工序 温 度 ， ℃ 时间／ ra i n 槽 液管理浓度 频次 脱脂 4 0 - 7 0 1 0 ～ 1 5 总碱度 点 1 0 ～ 1 6 每班 1 ～3 次 局部油污过重的， 可先用有机溶剂擦洗去除 水洗 室温 1 ～ 2 p H 5 7 每班 1 ～3 次 用 自来水采用喷浸结合的方法冲洗 除锈 4 0 6 0 1 0 - 3 0 总酸度 点 ≥3 8 0 每班 1 ～3 次 对于角钢 、 厚钢板锈蚀严重的可适 当延长时间， 直到除净为止 ≯≮l 水洗 室温 1 ～ 2 p H 5 - 7 每班 1 3 次 用 自来水采用喷浸结合的方法冲洗 中和 室温 1 p H19 每班 1 ～3 次 处理时应经常晃动挂具， 以彻底中和掉残留的酸液 表调 室温 l ～ 2 p H 8 ． 5 9 ． 5 每班 1 ～3 次 用 自来水采用喷浸结合的方法冲洗 总酸度 点 2 5 ～ 3 4 磷化是前处 理的核心 ， 应注意控制好槽 液的酸度 、 处理温度 磷化 2 8 - 3 8 1 0 ～ 1 5 每班 1 ～3 次 游离酸度f 点 0 ． 9～1 ． 5 及处理时间在工艺要求范围内 水洗 室温 1 ～ 2 p H 5 - 7 每班 1 ～3 次 用 自来水采用喷浸结合的方法冲洗 件 一 { 肆 - - 预 脱 H ．1 水 沈 ．1 脱 脂 水 沈 _1 酸 洗 -1 酸 洗 _ 水 洗 扣 和 表 ．1 磷 化 -．I磷 4叫 水 洗 _1 水 沈 一． 中 闽走 道 预 脱 脂 洗 -l 脱 脂 -1 水 洗 啼 l酸 洗 -1 酸 沈 -1 水 沈 -． 1『f1和 l 渊 -1 磷 化 I磷 化 水 沈 ．1 水 洗 图 8 油箱前处理线工艺流程及布置图 2 ． 4 磷化后油箱烘干改进措施 由于磷化膜的特殊性 ， 若烘干温度超过 2 0 0 q c， 会产生磷化膜粉化现象。 现行烘干使用射吸式焊炬 ， 采用氧 、乙炔火焰直接对准酸洗前处理磷化后 的油 - - - - 6 4--- F 。 F件- ． 箱加热烘干 ， 采用此种方法虽然比较简单 ， 但 由于火 焰温度往往超过 1 0 0 0 o C，对火焰烤到的磷化膜面 破坏严重。为此 ， 改进为从前处理磷化水洗吹干后 ， 采用封闭的烘干线进行烘干 ， 如图 9所示 ， 烘干室温 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 度控制在 1 6 5～1 8 5℃左 右 ，可以确保磷化膜不被 高温粉化 。 磷 化 水洗 后 吹 f 一 ， 然 后 进 入 封 闭 烘 f 图 9 封 闭的油箱烘干线 2 ． 5 油箱及 内部零件加工 、 转运改进措施 油箱 内各零件 的清 洁度直接影 响油箱 的清洁 度 ， 到装配现场打开油箱抽查 ， 发现油箱上法兰盘 、 吸油管机加工斜面仍存有毛刺现象，需要严格打磨 清理。 为了避免转运过程中的磕碰划伤现象 ， 避免沾 上污物 ， 应加强转运过程中的防护 ， 制作转运支架 ， 保证零部件酸洗磷化后及装配前不落地 。 2 ． 6 油箱装配车间无尘封闭 为了避免装配现场灰尘进入油箱 内部 ，要求对 油箱装配车间进行封闭。装配过程 中应首先保持手 的清洁 ， 从组装现场发现 ， 有的零件被沾有油污的手 拿过以后已经很脏 ， 无法保证油箱 的清洁度。 装配前 要注意清洁和防护 ， 自制件应进行严格 的防护 ， 不得 落上灰尘 ， 外购滤 网等件装配前才能打开包装 ， 避免 二次污染 。 2 ． 7 油箱装车试车后液压油的过滤 使用滤油机对工程机械整机液压油进行过滤 ， 确保滤油质量 。为了达到工程机械整机 出厂的清洁 度标准要求 ， 试 车后 ， 使用滤油机对液压 油过滤 ， 在 油液过滤的同时 ，有专人操纵工程机械进行各种液 压动作 ， 所有液压马达应正、 反向运转 ， 液压缸应全 行程动作， 液压阀及其他液压元件均应动作， 以便进 行充分有效过滤 ， 过滤时间一般为 1 O ～ 1 5 ra i n ， 过滤 后 ，液压系统的液压油固体颗粒污染度等级可达到 不大于 N A S 1 6 3 8 等级 1 0级 ，完全满足出厂标准要 求。 3 改进后效果 通过以上改进措施 ，油箱的清洁度得到了明显 提高， 清洁度达到了标准要求。2 0 0 7 年额定载重量 5 t 主导型装载机液压元件故障反馈统计结果如 图 l 0 所示 ， 图中 1 1月和 1 2月反馈 的是改进后液压 系 统故障率， 已经明显降低， 说明提高油箱清洁度对降 低液压系统故障率起到 了较好的作用 。 _工作泵 转向柱 -高压胶管 月份 图 1 O 5 t 装载机液压元件故障反馈统计图 通信地址 山东省临 沂市成 才路 1 6号 临沂师范 学院工程 学院 2 7 6 0 0 5 收稿 日期 2 0 0 9 0 2 1 6 推 土 机 液 力 娈 矩 器 目 锁 控 镧 器 的 研 究 刘存波 ， 张为春 ， 戴 成 山东 理工 大 学 ‘ ￡ 望 鼙 芷 望 匠 摘要 为提高传动效率 、 降低油耗 ， 根据推土机的实际工作环境 ， 对推土机 尊液力变矩器闭锁控制器进行开发， 使其满足闭锁和解锁的各种要求。利用单片机 对闭锁离合器进行 自动控制， 并对控制试验输出进行分析。开发的闭锁控制方法 能够正确地判断闭锁解锁， 试验结果表明达到了预期要求。 ． 1． 央 ． 多 ．兜 毛 ； j _魂 关键词 闭锁控制器 ； 变矩 器 推土机 作者简介 刘存波 1 9 8 2 一 ， 男， 山东人 ， 在读硕士， 研究方向 车辆与交通工程。 一 6 5～ 阀阀阀器毫 薹 先速路向压 优变 转液 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m