气泡对液压系统的危害及预防措施.doc

气泡对液压系统的危害及预防措施
摘要：本文论述了气泡混入液压系统的主要途径及气泡对液压系统的危害，介绍了在液压系统设计和使用过程防范气泡混入及危害的具体措施。
关键词：气泡；危害；液压系统；预防措施

1前言
液压系统油气泡产生原因较为复杂，既有设计方面的，也有使用管理方面的原因。本文首先HYPERLINK"http://www.studa.net/"分析了空气进入液压系统的途径，进而深入分析气泡对液压系统运行所造成噪声、液击、空动爬行等危害，论述液压系统在设计、使用和维护过程中防止气泡危害的具体措施。
2空气进入液压系统的途径
空气混入液压系统的途径有混入式、溶入式及自生式。空气以混入方式进入液压系统是与液压系统均设计为开式系统直接相关的，而不是象闭式循环的制冷系统一样，制冷剂可与大气完全隔离，制冷剂注入系统后将绝不会再与空气接触。既然是开放式的，那就必然会混入空气，混入的阶段和方式，一是在初次使用加油时，由于液压油在进入液压油箱柜和管系时与空气混合，另是管路设计或安装的原因，使得一些空气被封闭在管系或设备的高点位置，从而导致液压油中“裹挟夹带”了大量空气，空气以细小气泡形式悬浮混合在油中。此阶段混入和管系高点位置封闭的空气，由于细小气泡从油中析出需要较长时间，加之每次系统停止运行静置时又都会有析出的空气再次被封闭在管系高点位置，所以即使通过长时间反复的管路冲洗或使用，也难以完全彻底消除。
空气混入系统的另一阶段和方式是在系统正常运行过程中，一是因系统回油管口设计不合理或油箱油位过低，导致回油管口高于液面，使得液压油与空气混搅相溶。二是管理人员在补油、清洗滤器时，由于补油泵吸空、补油管高于油箱液面、滤器回装时搅拌混入空气或滤器装妥后未放气。三是在检修或更换液压泵、油马达、液压阀件及管系等设备时，装妥后没有或不能完全驱气而导致空气混入。四是管理人员检查不到位，液压泵吸入管漏气，运行时液压泵直接吸入空气。
液压系统自生气泡的原因通常是：当溶有空气的液压油流经变径管路或节流阀、控制阀、减压阀等液压元件时，介质流速度急剧上升，而压力则急剧下降。当压力下降到低于工作温度下油液的气体分离压力时，溶解于油中的气体迅速地大量分离出来，使油液中出现大量气泡。或是当保持高压的某个空间，由于控制阀的突然动作，使之泄压，同样会使原本溶于油中的空气再瞬间分离出来。另外一种可能导致液压油自生气泡的原因是混入系统的各类杂质、系统设备材料、液压油，三者受温度、压力、空气甚至震动的影响，各自自身或相互之间发生化学反应而产生气体。
3气泡对液压系统的危害

混入液压系统的空气，以直径0.05—0.5mm的气泡状态悬浮于液压油中，对液压系统的液压油的体积弹性模数和液压油的粘度将产生严重的影响。液压油中悬浮的气泡，将随着液压系统的压力升高，有一部分混入的空气将溶解入液压油分子间，而其余则仍以气泡形式存在。当混入的空气量增大到一定程度时，液压油的体积弹性系数急剧下降，导致液压油压力波传播速度减慢。当悬浮在油液中的气泡与溶有空气的液压油流经压力或流通面积变化较大的通道时，悬浮在油液中的气泡与溶解在油中的空气将因流速和压力的变化，产生瞬间的消失、析出和破裂，从而导致液压空穴损害和液压撞击。具体分析气泡对系统的损害，有以下几个方面：
3.1系统产生振动和噪声
液压系统中混有空气是产生系统振动和噪声的主要原因。当混有并溶有空气的液压油流经变径管路或节流阀、控制阀、减压阀等液压元件时，介质流速度急剧上升，而压力则急剧下降。当压力下降到低于工作温度下油液的气体分离压力时，溶解于油中的气体迅速地大量分离出来，使油液中出现大量气泡。大量的气泡随油液流到压力较高的地方时，气泡被压缩导致体积较小，此时在气泡内积蓄了一定的能量。当压力增高到一定数值时，气泡被压破裂，产生局部的液压冲击使系统产生振动，瞬间的压力可达几十兆帕，导致了液压系统的空穴损害和液压冲击损害。
当液压泵吸入了液压油和空气的混合油液，在液压泵的吸油管处，由于压力下降而析出已溶的气体，在液压泵高速旋转时，将造成油液不能充满油腔的现象，这不仅降低了液压泵的供油量和液压泵的效率，还会引起液压油液的冲击，液压的气蚀损坏，管道压力脉动，以至产生由于液压油的不连续流动而引起的噪声。
3.2液压系统不能正常工作
在液压系统中没有空气混入的情况下，其油液的压缩率约为（5—7）×10-3m3/N，可以认为油液是非压缩性流体，而不考虑其压缩性，一旦油中混入空气，其压缩率会大幅度增加，油液本身所具有的高刚度则大大减少，导致油缸和液压马达等执行器动作失误，不能同步运行，自动控制失灵，工作机构产生爬行，破坏了工作稳定性，严重地危害着系统的工作可靠性，甚至还会发生机械事故及危害人身的安全。
3.3导致气蚀的产生
油液在低压区产生的气泡被带到