液壓油是液壓系統(tǒng)傳遞能量、潤滑和散熱的重要介質(zhì)。它的主要作用是將液壓系統(tǒng)中某一點所施加的力傳遞到其它部位。同時還具有潤滑、冷卻和防銹等作用。液壓系統(tǒng)運行的可靠性、準確性和靈活性, 除了依賴于設(shè)備液壓元件的設(shè)計、材料和性能外, 在很大程度上還依賴于液壓油的選用及更換技術(shù)。
塑料注塑成型機在注塑成型過程中, 溫度、壓力、流量等工藝參數(shù)需根據(jù)成型要求進行控制, 以確保產(chǎn)品質(zhì)量。要滿足壓力、流量能夠精確、穩(wěn)定、連續(xù)地按工藝要求進行調(diào)節(jié), 必須作好液壓系統(tǒng)的維護與檢修。注塑機液壓系統(tǒng)工作的穩(wěn)定性、可靠性、重復(fù)性、靈敏性、節(jié)能性以及低噪聲性能等直接影響注塑制品質(zhì)量、尺寸精度、成型周期、生產(chǎn)成本、工作環(huán)境、安全操作和維護檢修。其中液壓油的正確選用與更換占有重要的地位。本文作者根據(jù)多年的理論知識和實踐經(jīng)驗進行了歸納總結(jié)。
1 液壓油的分類
按國際規(guī)定, 液壓油屬于L 類(潤滑劑和有關(guān)產(chǎn)品) 中H 組(液壓系統(tǒng)) , 并采用統(tǒng)一的命名方法, 其一般形式是: 類-品種數(shù)字, 例如L-HM 68, L為類別(潤滑劑及有關(guān)產(chǎn)品); HM 為品種(具有抗磨性, 用于高負荷的一般液壓系統(tǒng)); 68為牌號(粘度等級)。
2 液壓油的正確選用
2.1 選擇液壓油的原則
一般的要求是無水分, 無機械雜質(zhì), 防腐與防銹性合格, 抗泡性好, 粘度合適, 抗磨性好等。
選擇液壓油的要求為:
(1) 要有合適的粘度, 粘度隨溫度的變化要小。
粘度是液壓油的重要性能, 在同樣工作壓力下, 粘度越高, 各部件的運動速度就越慢, 同時, 溫升快, 壓力降和功率損失大。液壓油粘度過低會使液壓系統(tǒng)的控制和調(diào)節(jié)完全失調(diào)。由于所處的地域不同, 季節(jié)差別以及啟動前后系統(tǒng)溫度的變化, 都會使液壓油粘度發(fā)生變化, 所以要求油的粘度隨溫度的變化要小。
一個液壓系統(tǒng), 只能應(yīng)用一定粘度或粘度變化范圍有限的液壓油才能發(fā)揮更大的效率。泵是對液壓油粘度變化最敏感的元件之一。一般情況下, 系統(tǒng)的其它元件應(yīng)根據(jù)泵所規(guī)定的粘度來設(shè)計和選擇液壓油粘度。注塑機工作溫度較高, 系統(tǒng)壓力較大, 因此要選用粘度略高的液壓油。
(2) 要有良好的潤滑性能。
近年來, 液壓系統(tǒng)和元件的發(fā)展動向是大功率、小型、輕量和高壓、高速、大流量, 其目的是為了提高液壓系統(tǒng)的效率。但在這樣的條件下, 油泵、油馬達、控制閥和油缸等中心滑動部位, 多處在邊界潤滑狀態(tài)。邊界潤滑的產(chǎn)生往往是由于負荷過高或受其它因素的影響及潤滑油膜的厚度減少引起的。這時, 在摩擦表面上會發(fā)生局部的燒結(jié)。因此, 為防止各類磨損、磨蝕、疲勞性剝裂, 要求液壓油有良好的潤滑性能。
(3) 抗氧化性要好。
液壓設(shè)備在工作中, 液壓油與空氣接觸, 在空氣中氧氣的作用下, 液壓油會氧化、變質(zhì), 特別是在高溫、高壓條件下氧化速度更快, 氧化的結(jié)果一般表現(xiàn)為顏色變深, 酸值增加, 粘度發(fā)生變化或生成沉淀物。酸值增加將增強腐蝕性,而氧化生成的粘稠狀液態(tài)或固態(tài)產(chǎn)物分子量高, 溶解性差。這些懸浮狀態(tài)的高分子沉淀物, 可能擴散至液壓系統(tǒng)的各個部位, 引起過濾器阻塞, 油泵等液壓元件磨損, 效率下降, 妨礙控制機構(gòu)的動作。因此, 要求液壓油的抗氧化性要好。
(4) 抗剪切安定性要好。
液壓油在經(jīng)過泵、閥件、微孔等元件時, 要經(jīng)受劇烈的剪切作用, 這種機械作用可能引起2種形式的粘度變化, 即在高剪切速度下暫時性粘度損失和聚合型增粘劑分子破壞造成的永久性粘度下降, 而當液壓油粘度下降到一定限度后, 就不能再繼續(xù)使用, 需要更換。因此, 要求液壓油的抗剪切安定性要好。
(5) 防腐蝕性能要好。
液壓油防止金屬銹蝕性能的好壞, 對液壓元件的使用壽命影響甚大。
(6) 抗乳化性要好。
液壓油在工作過程中可能從不同途徑混入水分, 液壓油中含水會引起金屬銹蝕?；烊胨囊簤河驮谙到y(tǒng)的調(diào)節(jié)裝置、泵和其它元件的劇烈攪動下, 很容易形成乳化液。尤其是含有灰塵和其它臟物的乳化液, 可引起液壓油變質(zhì)、劣化、生成油泥和沉淀物, 妨礙冷卻器的導(dǎo)熱, 阻滯管道和閥門, 降低液壓油的潤滑性。
(7) 抗泡沫性要好。
在液壓循環(huán)系統(tǒng)中, 含有氣泡的液壓油將影響液壓油的壓縮比, 最終使能量傳遞不穩(wěn)。此外, 氣泡的存在還增加了液壓油與空氣的接觸面積, 加速液壓油的氧化。當溶有大量空氣的高壓液體通過油缸、閥門和其它工作元件時, 大部分空氣釋放出來生成泡沫, 并同油液一起回到油箱, 再混入液壓系統(tǒng), 就會產(chǎn)生動力傳遞的滯后, 失去動力傳遞的可靠性、準確性。嚴重時, 油液會溢出油箱, 無法正常生產(chǎn)。
(8) 油的清潔度要好。
液壓油的污染原因很多,空氣中的灰塵、金屬屑、鑄件殘砂等都能成為油液中的臟物。不清潔的液壓油會堵塞過濾器孔使供油不足, 產(chǎn)生氣蝕, 發(fā)生振動和噪聲, 還會使滑動部位的動作困難, 影響動作的可靠性和準確性, 使滑動部位產(chǎn)生早期磨損。
(9) 對密封材料的影響要小。
液壓系統(tǒng)中所使用的密封材料, 視液壓油的種類而有所不同, 如用丁腈橡膠作為液壓系統(tǒng)的密封材料時, 應(yīng)選擇礦物型液壓油, 而選用磷酸酯型抗燃液壓油就會發(fā)生故障。液壓油對密封材料的影響主要有: 使密封材料產(chǎn)生溶脹和軟化現(xiàn)象; 使密封材料硬化。其結(jié)果都是使密封材料失去密封性能, 引起泄漏, 最終使系統(tǒng)壓力下降,控制失靈, 以致不能工作。所以要求液壓油對密封材料的影響要小, 要與系統(tǒng)使用的密封材料相適應(yīng)。
2.2 注塑機液壓油品種的選擇
根據(jù)液壓油的選擇原則和注塑機的使用特點, 對潤滑油的要求為: 粘度指數(shù)90以上; 40 e 動力粘度32 mm2 / s以上; N46、N68等; 不宜用易起泡的壓力油。禁用不同種類不同牌號的油。選用含耐磨劑、防氧化劑、防腐蝕添加劑的油。
3 液壓油污染的危害和控制
3.1 污染的危害
污染是指液壓系統(tǒng)中的油液被一些有損于系統(tǒng)性能和壽命污物所玷污的情況。常見的污染形式有油液自身污染, 油箱、油管、元件的殘留污染, 來自周圍環(huán)境、空氣、維修裝拆元件的侵入污染, 還有系統(tǒng)自身的生成污染。有90% 的葉片泵失效都是由于油液不清潔造成的。
濾網(wǎng)堵死, 造成泵吸油困難而吸入空氣, 使泵發(fā)熱, 產(chǎn)生噪聲; 加速泵的磨損, 導(dǎo)致內(nèi)泄漏加劇, 造成泵的容積效率降低, 元件壽命縮短, 輸出油量減少, 導(dǎo)致執(zhí)行元件運動減慢; 卡住閥芯或使閥的滑動零件磨損, 使閥芯失靈, 導(dǎo)致電磁線圈失效, 甚至造成事故; 加速密封件損壞; 混入水分會使油變質(zhì)。
3.2 污染的控制
(1) 選用合適的濾油器是控制污染的重要手段。
濾油器的主要作用在于過濾混在液壓油中的雜質(zhì), 使液壓系統(tǒng)在工作中完成雜質(zhì)過濾, 保證液壓油的清潔。濾油器應(yīng)根據(jù)液壓系統(tǒng)的技術(shù)要求, 按過濾精度、通流能力、工作壓力、油液粘度、工作溫度等條件來選擇型號, 并要求定期檢查和清洗。
(2) 防止污物從外界侵入。
在運輸和保管過程中應(yīng)將不同型號的液壓油分別存放在不同的潔凈的容器內(nèi), 并加蓋密封, 作好存放日期記錄。存放時應(yīng)選擇干燥通風的陰暗處, 避免高溫或陽光直接照射而導(dǎo)致液壓油的氧化變質(zhì)。新購買的油液最好靜放數(shù)天,然后通過濾油器注入系統(tǒng)。
(3) 控制液壓系統(tǒng)工作時的液壓油溫度。
液壓油的工作溫度過高對液壓裝置不利, 過高的油溫不僅大大改變了油液的粘度, 而且會使常溫下穩(wěn)定的油液變得帶有腐蝕性, 加速其氧化變質(zhì), 分解出不利于使用的成分, 縮短液壓油的使用期限, 甚至過量汽化而使液壓泵吸空, 無法正常工作。一般液壓系統(tǒng)的工作溫度最好控制在65 e 以下。
(4) 定期檢查和更換液壓油。
每隔一定時間,對系統(tǒng)中的油液進行抽樣檢查, 分析其污染程度是否合乎要求。如不合乎要求, 必須立即更換。
(5) 無論液壓油在使用中或保管中, 都要防止水分的混入。
油中混入一定量的水分會使油液變成乳白色, 嚴重時甚至不能使用。
3.3 濾油器的選擇
用濾油器濾除去油液中的污染物是控制油液污染的常用辦法。注塑機都配有適宜的濾油器。當濾油器失效或無法恢復(fù)功能時, 要及時進行更換。選擇濾油器主要考慮過濾精度、通流能力和耐壓情況。油液中與間隙尺寸相近的顆粒對液壓元件的危害最大, 因此所選用的濾油器的精度應(yīng)小于液壓系統(tǒng)各元件運動間隙之中最小的間隙尺寸。濾油器的通流能力由系統(tǒng)中流過該濾油器的最大流量來決定。
通常情況下, 濾油器使用一段時間后,濾孔的尺寸會變小, 使通過濾油器的流量減小, 濾油器進出口壓差增大。濾芯耐壓的數(shù)量級一般為0101~011 MPa。壓降過高, 能量損失過大, 甚至可能破壞濾芯, 所以選擇濾油器時, 一定要在最大流量的基礎(chǔ)上加上一定的裕量, 使濾油器的原始壓差不致過高。
4 液壓油的更換技術(shù)
4.1 換油步驟及注意事項
(1) 將油箱中的液壓油用換油機抽出, 拆卸油管及各液壓缸, 更換易損密封件, 嚴格清洗油箱及濾油器。
(2) 用低粘度的液壓油沖洗, 啟動電機, 低速試運轉(zhuǎn)。
(3) 加入新液壓油至規(guī)定位置。液壓油裝入前, 油箱要清洗干凈。打開油箱蓋,裝入液壓油, 直到油位表的最高位置。開機運轉(zhuǎn)后,注至正中位置。對在用液壓油要定期取樣化驗, 正常使用條件下, 每6個月取樣一次。設(shè)備利用率80%以上的設(shè)備, 每3個月取樣一次。
要按液壓油的換油指標換油, 換油時應(yīng)注意:
(1) 在更換液壓油前, 油箱內(nèi)的舊液壓油要抽干,整個系統(tǒng)必須先按程序清洗;
(2) 更換的液壓油必須符合系統(tǒng)規(guī)定使用的油液牌號, 并應(yīng)經(jīng)過化驗, 符合規(guī)定的指標;
(3) 新液壓油過濾后注入油箱, 過濾精度不得低于系統(tǒng)的過濾精度;
(4) 加油時, 注意油桶口、油箱口、濾油器進出油管的清潔。
4.2 液壓系統(tǒng)更換
液壓油常見的故障和解決方法注塑機常用的液壓元件包括: 泵、油馬達; 閥類(單向閥、換向閥、壓力閥、流量閥、比例控制閥、伺服閥); 液壓附件, 如蓄能器、過濾器、阻塞指示器、壓力開關(guān)、壓力表選擇開關(guān)、壓力表截止閥、油冷卻器。液壓系統(tǒng)的泄漏, 特別是高壓油的泄漏,會直接影響到機器的工作, 如合模不到位、注射壓力不足等。特別應(yīng)注意的是液壓系統(tǒng)的單向閥需定期拆檢, 因為單向閥啟閉頻繁, 在高壓沖擊下, 閥芯與閥體相撞擊, 極易破壞密封面。
由于液壓系統(tǒng)故障往往不如機械故障直觀, 因而給維修造成困難, 但只要堅持日常維護, 便可有效地避免各種故障發(fā)生, 達到事半功倍的效果。注塑機液壓系統(tǒng)正向著高控制精度、高靈敏度、低噪聲化、節(jié)能化、比例、伺服、微機程序化方向發(fā)展。
注塑機液壓控制系統(tǒng)的特點: 嚴格按液控程序工作; 在每一個注塑周期中系統(tǒng)的壓力和流量是按工藝要求變化。
5 液壓油的更換實例
以全自動塑料注塑機為例, 油缸容積116 m3介紹液壓油的更換。
全自動塑料注塑機有油污指示裝置。當液壓油的雜質(zhì)超過設(shè)定的標準時, 面板上的油污指示燈亮, 這時, 應(yīng)在產(chǎn)品完成周期后, 停機檢查油污的情況, 采取更換液壓油, 更換過濾網(wǎng)或清洗過濾網(wǎng)等措施, 排除故障后再使用。液壓油更換操作步驟為:
(1) 采購上海煉油廠生產(chǎn)的L-HM 68液壓油6桶(約1 t)。與生產(chǎn)廠銷售部門聯(lián)系, 索要合格證及質(zhì)量指標化驗單, 根據(jù)化驗單注明的批號抽樣1 L 左右, 送質(zhì)量檢測部門按GB 1111811-94化驗抗磨性、氧化安定性、水解安定性、熱安定性、過濾性、剪切安定性等指標。
(2) 準備清洗油( 10# 機油)、煤油、皮衣、紗布、棉質(zhì)拖把、空油桶、油封等輔助材料。
(3) 用濾油機把油箱中舊油抽出。拆卸油缸、過濾網(wǎng)、溢流閥、電磁閥等, 并用煤油清洗干凈, 更換油封。對油冷卻器進行除垢。注塑機液壓系統(tǒng)工作時會產(chǎn)生大量熱量, 導(dǎo)致油溫上升, 油液粘度下降,泄漏增加, 其后果是運動速度不穩(wěn)定, 同時造成熱膨脹系數(shù)不同的運動件之間間隙改變, 機件卡死; 另外, 高溫加速油的氧化變質(zhì)。因此油溫不能超過55e , 一般注塑機都配有列管式油冷卻器, 以便對回油進行冷卻。
(4) 用清洗油清除油箱中油污。因油箱體積較大, 工作人員需穿上皮衣進入油箱徹底擦洗。
(5) 注油至游標最高位(H 位)。試生產(chǎn)8 h后,觀察油位補加至游標最低位( L位)與H 位之間。
6 結(jié)論
(1) 不同品種、不同牌號的液壓油不得混合使用, 新油在加入前和使用后, 均應(yīng)進行取樣化驗, 以確保油液質(zhì)量。
(2) 在工作中特別要注意漏油問題, 漏油會對工作造成不良的影響, 造成環(huán)境污染及能源損失。
(3) 嚴格控制液壓油溫升。
(4) 及時消除系統(tǒng)中的漏油現(xiàn)象。
(5) 定期清洗液壓系統(tǒng)元件。