液壓油的選用及液壓系統的故障分析
1 前言
液壓油是工業潤滑油中用量最大、應用面最廣的品種。液壓油廣泛用于冶金、礦山、工程機械、汽車、飛機、運輸工具、機床及其它液壓系統中。全世界液壓油的需要量約1000萬噸/年，占工業潤滑油的一半。目前我國每年液壓油的用量約30萬噸，其中抗磨液壓油約4萬噸。在任何液壓系統中，液壓油是一至關重要的組成部分。它的功能是：有效地傳遞能量、潤滑部件和作為一種散熱介質。液壓系統能否可靠、靈敏、準確、有效而且經濟地工作，與所選用的液壓油的品種及性能密切相關。因此，正確選用液壓油是確保液壓系統正常和長期工作的前提。當液壓系統發生故障時，及時找出原因，采取正確的解決辦法是保護設備、避免造成重大損失的重要措施。
2 液壓油的選用
由于液壓傳動具有元件體積小、重量輕、傳動平穩、工作可靠、操作方便、易于實現無級變速等優點，因此在許多工業部門的傳動系統被采用。不同工業部門由于使用要求、操作條件、應用環境的差異，所用的液壓傳動系統差別也很大。正確選用液壓油品種，確保液壓系統長期平穩、安全運行，是保證連續生產、節省材料消耗和提高經濟效益的有效措施。
按國際標準化組織ISO 6743/4-1982“潤滑劑，工業潤滑油和有關產品分類(第4部分)H組液壓系統"，根據應用場合不同分為：流體靜壓系統液壓油、液壓導軌油、難燃液壓油和流體液力系統四類。1999年ISO發布了ISO 6743-4：1999(E)分類，新增加了環境可接受的液壓油一類。我國于1987年發布了GB 7531.2-87液壓油分類標準，等效采用ISO6743/4-1982分類法。表1列出了ISO及我國液壓油的分類、代號及相應產品質量標準。
從表1可以看出，根據不同的應用場合應選用不同類型的液壓油品種，加上液壓泵的類型、工作溫度和壓力、操作條件和周圍環境的不同，選用液壓油是一項細致并要求具備一定油品知識的工作。 據統計，液壓系統運行的故障絕大部分是由于液壓油選用和使用不當引起的，因此，正確選用和合理使用液壓油，對液壓設備運行的可靠性，延長系統和元件的使用壽命，保證設備安全，防止事故的發生著重要的意義。特別是液壓系統朝著縮小體積、減輕重量、增大功率、提高效率、增加可靠性和環境友好的方向發展，正確選用液壓油顯得更為重要。
2.1 液壓油的選用原則
一般液壓設備制造商在設備說明書或使用手冊中規定了該設備系統使用的液壓油品種、牌號和粘度級別，用戶首先應根據設備制造商的推薦選用液壓油。但也會遇到許多場合，用戶所用系統的工況和使用環境與設備制造商所規定有一定的出入，需要自行選用液壓油。一般可根據下列原則來選用：
(1)無確定系統應選用什么類型液壓油。這要根據系統的工況和工作環境來確定，
(2)其次要確定系統應選用什么粘度級別的液壓油。
(3)了解所選用液壓油的性能。
(4)了解產品的價格。
2.2 液壓油品種的選擇
(1)根據液壓系統的工作壓力和溫度選擇液壓油 品種。
(2)根據液壓系統的工作環境選擇液壓油品種。
(3)根據特殊性能要求選擇液壓油品種。
2.3 液壓油粘度的選擇
選定合適的品種后 ，還要確定采用什么粘度級別的液壓油才能使液壓系統在最佳狀態下工作。粘度選用過高雖然對潤滑性有利，但增加系統的阻力，壓力損失增大，造成功率損失增大，油溫上升，液壓動作不穩，出現噪音。過高的粘度還會造成低溫啟動時吸油困難，甚至造成低溫啟動時中斷供油，發生設備故障。相反，當液壓系統粘度過低時，會增加液壓設備的內、外泄漏，液壓系統工作壓力不穩，壓力降低 ，液壓工作部件不位到，嚴重時會導致泵磨損增加。
選用粘度級別首先要根據泵的類型決定，每種類型的泵都有它適用的最佳粘度范圍：葉片泵為25～68mm2/S，柱塞泵和齒輪泵都是30～115mm2/S。葉片泵的最小工作粘度不應低于10mm2/S，而最大啟動粘度不應大于700mm2/S。柱塞泵的最小工作粘度不應低于8mm2/S，最大啟動粘度不應大于1000mm2/S。齒輪泵要求粘度較大，最小工作粘度不應低于20mm2/S，最大啟動粘度可達到2000mm2/S。
選用粘度級別還要考慮泵的工況，使用溫度和壓力高的液壓系統要選用粘度較高的液壓油，可以獲得較好的潤滑性，相反，溫度和壓力較低，應選用較低的粘度，這樣可節省能耗。此外，還應考慮液壓油在系統最低溫度下的工作粘度不應大于泵的最大粘度。表3列出了各種泵在不同壓力和溫度下的粘度選擇。
3 液壓系統的故障分析
隨著液壓技術的發展，液壓系統在各工業部門的應用日益廣泛。因此確保液壓系統的正常動作，增加工作的可靠性非常重要，正確選用液壓油的品種和粘度是保證系統長期、可靠工作的首要條件。另一方面，當液壓系統發生故障時能夠迅速的找到原因和有效的解決也十分重要。液壓設備系由機械、液壓、電氣及儀表等裝置組合而成，因此在分析液壓系統的故障時必須先了解整個液壓系統的傳動原理、結構特點和元件及材料配置情況。由于液壓系統是密封帶壓系統，管路中油液的流動情況，液壓元件內部的零件動作和密封是否損壞都不易觀察到，因此分析故障的原因和判斷故障的部位都比較困難。
液壓系統發生故障的原因很多，歸納起來有三方面：一是設備的機械故障，這包括液壓系統設計不合理，安裝間隙不正確，液壓元件質量問題，密封件選用不當等，由這些問題引起的液壓系統故障一般與液壓油沒有關系。二是操作失誤造成液壓系統故障，這是指液壓系統在正常運轉時由于操作人員操作不當而造成，如錯誤開閉閥門，突然中斷電源，操作溫度或壓力過高，補油時加錯油品，油箱油面過高或過低，不及時從油箱底部放出分離的水等。由于操作失誤造成的液壓系統故障，都不是液壓油質量問題造成，大都不涉及液壓油，但有些則從液壓油的質量變化可以反映出來。三是由于液壓油的質量造成液壓系統故障，這大多是由于選油不當或使用了不合格的油品的所致，也可能液壓油使用時間過長，不及時更換新油所造成。本文僅從液壓油的品質及使用中出現的問題對液壓系統的故障進行分析。
3.1 液壓油系統油溫過高自動停機
3.2 液壓系統壓力不穩或不足
3.3 液壓系統進水的影響
3.4 液壓油中混入空氣的影響
3.5 液壓系統的顆粒污染
3.6 液壓系統中混入其它油品
4 液壓油的更換和液壓系統的清洗
液壓油在使用中一定發會生變質，繼續使用變了質的液壓油會造成液壓系統工作不正常，零部件磨損和腐蝕，嚴重時會造成重大事故。反之，若液壓油還沒有變質就更換，不但造成浪費，而且還需停機換油，增加不必要的開支。因此，在使用中了解液壓油的質量狀況，在它發生明顯變質時及時更換，是保護設備、降低成本的一項重要手段。液壓油的變質包括油品組成和性質的變化，主要是液壓油的氧化變質、輕質餾分的揮發、添加劑損耗和油品污染等，所有這些都會使液壓油的性能發生變化，影響正常使用。
為了能正確掌握使用中油品的更換時間，我國制定了各類常用潤滑油換油指標的國家標準及行業標準。
