液压系统中油液气泡

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1、1液压系统中油液气泡的来源及其对液压系统的危害1.1气泡的来源液压油在牛•产、储运及出厂前的过滤等工作都是在大气压力下进行的，因此油液中含有空气是不可避免的。我们把油中空气称Z为掺混空气，掺混空气是以直径很小的球状气泡悬浮于汕屮，掺混空气的生成有两种方式：(1)汕品在生产、储运等过程中在与大气相接触，人气与液压汕相互浸润融合。实践证明溶解于油液屮的空气，对油的物理性质没有什么直接的影响。但溶解了…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，油小过饱和的空气就被析出，使本來溶解于汕屮的微细气泡聚集成较人的气泡出现在系统屮。(2)主要是通过

2、汕箱和泵的进汕管掺混入汕内，如汕箱汕面太低，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，则大虽的空气会被吸入；再如系统冋油管口高于油箱油面吋，高速喷射的系统回油卷带着空气进入油屮，又再度经油泵带入系统。1.2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，主要有以下儿个方面：(1)系统工作不良。汕液是液压传动系统屮动力的传递介质，纯净的液压汕，其压缩率约为(5-7)xl0-10m3/N,即压力增加lOMPa时，容积仅被压缩减少为0.625%。因而在一般的液压系统中可以认为油是非压缩性流体，1佃不考虑其压缩性。一旦油中混入空气，

3、其压缩率就会人幅度增加，汕液木身具有和当高的人的体积弹性系数，严重地危害着系统的匸作可靠性，如自动控制火灵、工作机构产生间歇运动等。由于气泡引起的装置误动作还会发生机械、人身事故及加工效益等。(2)油温升高。气体在瞬间压缩之后，其温度会急剧升高。气泡在达到高温之后，其周围的油便会产生燃烧，成为系统油温骤然升鬲的主耍原因。然而空气是不宜导热的，油中存有气泡时，其导热系数降低，严重地影响着汕的冷却效果。汕温升高带来的不良示果有以下儿个主要方面：乩加速油的氧化。根据氧化的机理可知，油温在60°C以上吋每升高10°C,其氧化速度成倍递增。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

4、都会生成酸性化合物,引起系统屮金属件的腐蚀现象。所以更容易产牛渣泥，连同铁锈、金屈屑等机械杂质乂作为氧化过程的催化剂，使油液加速氧化。一般希望油温能在90°C以下，使其具有好的化学稳定性。b.汕的润滑性能下降。性能良好的汕液能在金属摩擦表面形成牢固的汕膜。汕膜的强度和厚度主要収决于油液的质量。变质后的油液其油膜强度不足以承受工作负载的压力，致使金属表面互相接触，从而导致摩擦力急剧增加，加速零件的磨损，所以说汕液的润滑性对于液压装置具有重要意义。c.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、垫，不但要求与汕液侑好的相容性，而且还要要求有适当的工

5、作汕温，如汕温超过密封件的正常耐热温度，便会使其加速老化，失去应有的弹性，而导致过早地丧失密封性能。(3)导致气蚀的发生。油中气泡被油液带到高压区时，体积急剧缩小，气泡又重新凝聚为液体，使局部区域形成真空，周阳液体质点以高速来填补这一空间，质点互相碰撞而产生局部高压，形成液压冲击，使局部压力升高可达数百其至上千个大气压力。如果这个局部液压冲击作用在固体壁面上，可引起固体壁面的剥蚀，即气蚀现象，它对系统的危害性很大。油中气泡还能起系统的振动和噪声的增加以及泵的容积效率减低等不良影响。2传统气泡去除方法的剖析人们对气泡研究及其危害性的认识虽然存在不同的看法，但在液压装置的设计制造过程中

6、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，尽管油箱的结构上采取了多种措施，如水平截面积大于油液深度、设置隔板1何延长油在油箱内的停阳时间、进出汕口尽量设置得远些以及体积要人等。但从气泡去除效果以及装置结构方面来看仍有下列不足：2.1气泡去除效果差采用油箱自然去除法，就是靠气泡自身的浮力而自行浮至油面溶入大气的方法。如果气泡界面的汕液没有作向上运动的话，完全要靠自身浮力克服汕液的摩擦阻力而向上运动。由于泵的搅拌作用，微细化示的气泡再经阀口高速喷岀成为乳化液状气泡，即使在汕箱内滞留相当长的时间，靠自行浮上也是极其困难的。因此，仅靠油箱来去除气泡，其效果是相当差的

7、，研究和开发强制式气泡去除装置势在必行。2.2液压装置结构增大汕箱除具有储汕、冷却功能之外，体积大的一个根本原因就是考虑气泡的去除，我国汕箱的体积一般为泵流量的3~5倍，美国行业规定油箱的体积不得小于泵流量的3倍。山于采用大体积油箱，往往使装置整体结构变大，且不经济。3强制式气泡去除器3.1基本结构与原理强制式气泡去除器主要由进汕腔、工作腔、导向叶伦、出汕腔及排气管等组成。当汕液从切线方向进入油腔时，以一定的动能冲向导向轮叶片，在导向轮的作用下，液体作螺旋加速运动，由