带伺服阀高精度高额响控制的液压系统液压油清洁度超标
黏度和清洁度等级是液压油最重要的两项指标,黏度的选择主要根据液压系统的环境温度和工作温度,一般在设备投入使用前即确定,而清洁度等级则需要定期检测并采取相应措施才能够保证。液压油中的单个大颗粒,直接影响液压部件的灵活性,而小颗粒则会造成磨损。保持液压油清洁度在合理的范围,能在很大程度上减少运行故障的发生,同时也可提高设备的使用寿命。
实施以设备状态监测为主的预测性维修保养,定期检测液压油的固体颗粒度,如有超标,则针对不同工况的液压系统采取相应处理措施。
对于带伺服控制的液压系统,通常要求液压油清洁度等级为NASl638六级或更高。但在实施状态监测中发现此系统清洁度等级为NASl638九级,超出设备所要求的标准。此设备为安全碰撞试验系统,液压系统中用伺服控制油缸来模拟实际的冲击碰撞。实际工作中液压系统绝大部分时间处于保压待机状态,仅在碰撞的时候油缸才会动作。液压动力单元的制造商为德国博世力士乐公司,油箱容积300L,采用A10VSO DR恒压斜盘变量柱塞泵,排量设定80L/min,使用VG46矿物油。在液压系统处于保压待机状态时,油泵处于“零排量”工作状态,即达到油泵设定压力后,斜盘角度改变使得油泵几乎不往外排油,维持压力的恒定。油泵见图5。
电动机油泵纵置,浸在油箱内工作,既可以降低油泵的工作噪声,也可以利用油箱内的液压油冷却油泵,从而延长油泵使用寿命。由于油泵置于油箱内,压力切断阀(DR)的压力切断通过连接X口(见图6)远程控制的溢流阀实现,位于液压动力单元控制柜旁的压力表最下方。为避免油泵起动时电动机的瞬时负载过大,通过常闭的DBW电磁溢流阀延时得电来切换高压,即刚起动油泵时,电磁阀线圈不得电,溢流阀的先导阀无法建立压力,溢流阀主阀处于打开状态,使油泵的P口连通油箱,油泵可以低压起动,电动机的起动负载很低。经过几十秒的延时后,电磁阀线圈得电,先导阀建立压力,由于溢流阀设定的压力高于油泵压力切断阀的切断压力,溢流阀主阀关闭,油泵达到设定压力后处于“零排量”,保持恒压的工作状态。DBW电磁溢流阀位于液压动力单元控制柜旁的压力表下方,原理如图6所示。
系统采用回油过滤器,过滤精度10µm,允许流量≤250L/min,有旁通单向阀和电气堵塞报警功能(见图7)。
清洁度超标的主要原因是日常使用过程中设备的液压油过滤不够充分。利用设备自身的DBW电磁溢流阀,在液压动力单元的控制程序中暂时中断电磁阀的延时得电或者直接拔下电磁阀线圈插头,使溢流阀的主阀一直处于“短路”状态,这样油泵出口的液压油可以通过溢流阀经回油过滤器过滤后流回油箱,同时由于过滤器本身带堵塞报警功能,若发生堵塞会立即报警,不会有旁通阀打开作无用功的情况。过滤效果非常理想,2h后清洁度达到NASl638五级,>10µm的固体颗粒几乎完全被过滤掉。