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液压系统性能的好坏直接关系到设备能否正常且长期保持良好的运行状态和液压设备的故障率及作业率。而气泡所造成的影响往往让我们防不胜防，那么鉴于这种情况，本文在气泡中方面进行了深入的分析，不仅对气泡造成的危害做了进一步描述，同时也对其防范做了详细的阐述，提出了防止气泡的具体措施，对我们的液压系统工作可靠性和稳定性具有重大意义。 一、油液中气泡的来源 液压油在生产、储运以及系统在大气压力下工作，因此油液中含有空气是不可避免的。往往把油中空气称之为掺混空气，掺混空气是以直径很小的球状气泡悬浮于油中，掺混空气的生成有两条因素： 1、主要是通过油箱和泵的吸入管掺混入油内，如油箱油面太低，泵吸入管口半露于油面或淹深很浅时，均可将空气吸入；若泵的进油管路漏气，则大量的空气会被吸入；再如系统回油管口高于油箱油面时，高速喷射的系统回油卷带着空气进入油中，又再度经油泵带入系统。 2、实践虽然证明溶解于油液中的空气，对油的物理性质没有什么直接的影响。但溶解了一定数量的空气处于饱和状态的油液，流经节流口或泵入口段，当绝对压力下降到油液的空气分离压时，油中过饱和的空气就会被析出，使本来溶解于油中的微细气泡聚集成较大的气泡出现在系统中。 二、气泡对系统的危害 从经济性和系统工作质量的角度来看，油中气泡对系统的危害是相当大的，主要有以下几个方面： 1、系统工作不良。在液压传动系统中，油液是动力的传递介质，在没有空气混入的场合下，其压缩率约为（5 ～7 ）×10-10m3/N，也就是压力增加10MPa时，容积仅被压缩减少为0.625％。因此，在一般的液压系统中可以认为油是非压缩性流体，而不考虑其压缩性。一旦油中混入空气，其压缩率便会大幅度增加，油液本身具有相当高的刚度或是大的体积弹性系数（压缩率的倒数）则大大减低，严重地危害着系统的工作可靠性，如自动控制失灵、工作机构产生间歇运动、被加工件的废品率增大等。由于气泡引起的装置误动作还会发生机械及人身事故。 2、油温升高。气泡如在泵等的瞬间压缩之后，其温度会急剧升高。如果气体不溶解于油中，其绝热压缩的温升近似值是不难计算的，例如，将35℃的气泡加压至3.5MPa时，其温升可达到580℃ 。气泡在达到高温之后，其周围的油便会产生燃烧，成为液压系统油温骤然升高的主要原因。然而空气是难以导热的，油中存有气泡时，其导热系数大大减低，严重地影响着油的冷却效果。油温升高带来三个负面影响。 首先，油品被氧化。油温的升高是促进油液氧化的主要原因。氧化后的油液通常都会使粘度增加并生成酸性化合物，引起系统中金属件的腐蚀。一般希望油温能在90℃以下，这一前提能保证油品具有良好的化学稳定性。 其次，油的润滑性能下降。性能良好的油液能在金属摩擦表面形成牢固的油膜。油膜的强度和厚度主要取决于油液的质量。变质后的油液其油膜强度不足以承受工作负载的压力，致使金属与金属直接接触产生摩擦，从而加速零件的磨损，降低工件使用寿命。 最后，加速密封件老化。液压系统中采用的密封件均由不同化学成分的材料制成各种形式的密封圈和密封垫，如油温超过密封件的正常耐热温度，便会使其原有的工作性能得不到保证，最终得不到密封效果。 3、导致气蚀的产生。油液在低压区产生的气泡被带到高压区时，会突然溃灭，气泡又重新凝聚为液体，使得局部区域形成真空，周围的油液以很高的速度流向原溃灭气泡中心，会对管路内壁面产生较大的局部冲击力，瞬间压力可高达数百甚至上千个大气压，大量的气泡溃灭时会使金属边壁反复受到剧烈冲击从而造成疲劳破坏，进而引起固体壁面的剥蚀，气穴对固体材料表面的这种侵蚀，称为气蚀，它对系统的危害性很大。 4、引起系统的振动和噪声。当气泡伴随流动的压力油液再次从局部低压区流向高压区时气泡破裂消失，气泡破裂消失就会伴随气穴噪声的产生。同时大量气泡溃灭会导致局部高压引起较大的压力波动，使系统产生振动，进而影响到控制元件和控制元件的工作性能。 三、气泡去除方法 人们对气泡研究及其危害性的认识虽然存在差异，但在液压系统装置的设计制造过程中均考虑了气泡的去除问题，那就是利用系统中必备的油箱进行气泡的去除。尽管在油箱的结构上采取了诸如水平截面积大于油液深度、设置隔板而延长油在油箱内的停留时间、进出油口尽量设置得远些以及体积要大等。但从气泡去除效果仍有不足。采用这种油箱自然去除法，就是靠气泡自身的浮力自行浮出油面溶入大气的方法。气泡的直径一般为0.25～0.5mm，如果气泡界面的油液没有向上运动的话，完全要靠自身浮力克服油液的摩擦阻力而向上运动。根据斯托克斯法则我们知道，气泡的上浮速度与气泡的大小及油液粘度有关，也就是说上浮速度与气泡大小成正比、与油液粘度成反比。如直径为0.3mm的气泡在粘度为100×10-6m2/s的油液中每分钟只上浮30mm。由于泵的搅拌作用，微细化后的气泡再经阀口高速喷出成为乳化液状气泡，即使在油箱内滞留相当长的时间，靠自行浮上也是比较困难的。由此可见，仅靠油箱来去除气泡，显然是不够的。 维克森（北京）科技有限公司致力于为国内企业提供专业化的润滑油监测、净化产品及服务，自主研发并从国外引进了多种油品净化设备，如离心式净油机、聚结脱水滤油机、除胶质物专用滤油机、滤油车、真空滤油机等，可以满足各行业企业油品净化的不用要求，得到了用户的一致赞誉。 （长按图片识别二维码） |
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