液压元件清洁度质量控制.pdf
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简要闸述了液压元件清洁度质量的重要性,并着重分析了液压元件在加工、装配过程中,如何有效控制污染,达到要求的清洁度质量。
此外还介绍了相关的标准情况,以及作者对改善目前液压元件清洁度质量现状的看法。
关键词:
液压元件;清洁度;污染控制;清洗;样液采样;污染分析;标准中图分类号:
TH137.8文献标识码:
B文章编号:
1000-4858(2003)02-0041-04收稿日期:
2002-08-29作者简介:
夏志新(1933),男,江西人,教授,主要从事液压传动、污染控制方面的教学和科研工作。
引言近20年来液压传动一直面临着电力传动等能量传动形式的挑战。
在激烈的竞争中,提高液压设备的工作可靠性已成为决定液压工业发展前途的关键。
大量事实表明,液压设备的工作可靠性与液压系统污染密切相关。
从污染控制的角度来说,影响液压设备工作可靠性的主要因素有两个:
一是油液污染度;二是元件清洁度。
通过合理选用过滤器,使系统油液的污染度控制在允许的范围内,可以有效地减轻元件的磨损和防止由于污染引起的系统故障,从而延长元件的使用寿命和提高其工作可靠性。
但是完善的过滤并不能完全消除由于元件清洁度问题对系统工作可靠性可能带来的危害。
液压元件在加工和装配过程中残留在内部的污染物(如型砂、切屑和磨料等)往往是造成元件早期失效和故障的主要原因。
目前元件清洁度已被列为液压元件产品质量的一项重要指标。
元件清洁度质量控制也成为液压制造行业产品质量管理方面的一个重要环节。
在元件生产过程中,如何以经济有效的方法达到元件的清洁度指标,仍是有待在实践中解决的问题。
1元件清洁度质量控制的基本环节为了保证液压元件使用的可靠性,元件制造厂不仅有责任向用户提供清洁度符合要求的元件,而且用户也有责任在收到元件后到装入系统的过程中保持元件的出厂清洁度。
图1所示为元件从制造、包装、运输、储存到安装的整个过程中,元件清洁度质量控制的基本环节。
制造厂方材料(铸件)毛坯清理机械加工工序间清洗零件装配前清洗元件装配元件装配后清洗达到元件清洁度保持元件清洁度出厂试验涂装前清洗涂漆和封装产品包装储存、运输开封、验收、储存用户方装入系统保持元件清洁度图1元件清洁度质量控制的基本环节2元件清洁度的评定元件清洁度的评定是制造厂实施产品质量控制的需要。
通过元件清洁度检测,评定产品是否达到要求的清洁度指标,或验证所采用清洗方法的有效性。
2.1基本原则与方法元件清洁度的评定是指,用规定的方法检测残留在元件内的颗粒污染物数量。
评定元件清洁度的基本=142003年第2期液压与气动原则和方法是:
用清洁的试验液将附着在元件湿表面上的颗粒污染物冲刷到试验系统中,然后采集样液并测定其中的污染物含量,由此确定元件的清洁度。
元件清洁度的评定包括:
样液采集、样液分析和数据报告3方面的内容。
样液采集的基本方法有:
晃动法、压力冲洗法、流通法,以及超声波浸渍法等。
通常,大多数动态元件,如液压泵、马达、缸、阀、蓄能器等,适于采用流通法。
样液的污染分析一般采用称重法或颗粒计数法。
称量法主要用于零件加工过程中的清洁度监测。
颗粒计数法通常用于元件装配后的最终清洁度检测。
样液分析数据的报告形式:
称重法用折算到元件单位湿面积、单位湿容积或单个元件的颗粒污染物质量(mg)表示;颗粒计数法则用折算到元件单位湿面积、单位湿容积或单个元件的大于和等于规定尺寸的颗粒数表示,一般包括几个给定的颗粒尺寸。
关于样液采集、样液分析和数据报告方法的选择和确定,以及对元件清洁度的要求,一般应由制造厂与用户协商并在验收文件中明确规定。
2.2关于样液的代表性问题在元件清洁度评定中所采集的样液必须具有代表性,也就是应能真实反映被检测元件中残留污染物的实际状况。
元件经清洗后,污染物释放的过程基本结束,试验液的污染度趋向一个相对稳定的值。
在这个阶段采集的样液,可认为具有代表性。
3元件生产过程中的清洗为了使装配完成后的元件达到要求的清洁度,组成元件的所有零件在装配前必须经过彻底的清洗并达到规定的清洁度要求。
此外,必要时对装配后的元件还需要进行最后的清洗。
3.1零件的清洗零件清洗的主要目的是:
(1)铸件机加工前去除型砂和表面氧化物等污染物;
(2)清除机加工残留的切屑、毛刺、磨粒和油脂等;(3)清除热处理过程产生的氧化皮及残留物;(4)清除清洗液残留的化学物质等。
零件机加工过程中的清洗一般包括加工工序之间的清洗和最终精加工后的清洗。
零件清洗一般采用的清洗液有水基和溶剂(非水基)两大类。
零件的清洗方式主要有浸渍法、压力冲洗法和蒸汽法等。
浸渍法和压力冲洗法均适用于工序间清洗及装配前的精密清洗。
使用浸渍法时,为了提高清洗的效果,可结合采用摇动、搅拌、喷流、超声波等物理方法。
目前在精密清洗中广泛采用超声波浸渍法和高压喷射法。
蒸汽法主要用于以溶剂为清洗液的精密清洗。
这些年来国内在液压件清洗设备的研制和生产方面发展很快,但使用经验表明,还存在一些需要进一步改进和完善的问题。
首先是通用清洗设备的适用性问题。
对于一些结构复杂和具有内部油路的零部件,采用通用清洗设备往往效果不理想,内部残留的污染物很难冲洗出来,因而应考虑选用或设计专用的清洗设备。
其次是关于清洗液的洁净性问题。
零件清洗过程中清洗液应保持一定的清洁度,这对于零件装配前的精密清洗尤为重要。
目前国内清洗设备较普遍地存在过滤装置不够完善的问题,过滤精度低,纳垢容量小,不能有效地滤除从零件冲洗出来的颗粒污染物。
有的清洗设备甚至没有过滤装置,而是定期对清洗设备的清洗液进行过滤净化。
这样,在清洗的初期清洁度可能符合要求,但清洗到后期,由于污染物积累清洗液污染愈来愈严重,不仅达不到清洗的目的,反而污染了零件。
因此,清洗设备必须装设具有足够高的过滤精度和纳垢容量的过滤器。
采用可清洗滤芯和增加外过滤系统,可提高过滤净化能力并节约费用。
3.2元件装配后的清洗元件在装配完成后,为了达到产品清洁度的要求,一般需要进行最后的清洗。
元件装配后的清洗一般应在元件性能试验之前进行。
为了达到满意的清洗效果,元件清洗装置应满足以下两个基本要求;
(1)清洗装置的流量和工作液体的黏度应满足雷诺数大于4000的要求,尽可能采用较高的流速和低黏度清洗液,减小流体的附壁效应;
(2)具有足够高的过滤净化能力,能迅速滤除从元件中冲刷出来的颗粒物,并保持工作液体的清洁度不低于元件对系统油液要求的清洁度。
4清洗方法的验证和清洁度检测4.1元件清洗方法有效性的验证清洗方法有效性的验证一般应包括元件生产过程中的每一道清洗工序。
它是对拟定的清洗方法是否能达到元件清洁度的要求进行鉴定,也是制订清洗工艺规程的依据。
只有经过验证合格的清洗方法,才能在生产中付诸实施。
=24液压与气动2003年第2期验证的主要程序如图2所示。
当清洗方法及有关参数改变,则需重新进行有效性验证。
图2元件清洗方法有效性验证程序4.2元件的最终清洗和清洁度检验对于大多数液压元件,当采用流通法在清洗台上进行最终清洗时,如果将被清洗元件和系统视为一个整体,可以通过监测清洗台系统油液的污染度来检验元件的清洁度,并对清洗过程进行控制。
从而将元件的清洗与清洁度检测和验收结合在一起,简化了操作。
在整个清洗过程中,从被清洗元件的下游取样进行污染分析,油液的污染度变化如图3所示。
图中A为清洗起始点,清洗台油液的初始清洁度应不低于元件要求的清洁度。
在清洗过程中,元件内残留污染物不断释放到系统油液中,同时不断被过滤器滤除。
经过充分的操作循环至B点,元件内残留污染物的释放过程基本终止。
当进行到C点,油液达到元件要求的清洁度,清洗操作结束。
图3清洗过程油液污染度的变化图4所示为元件清洗台的基本组成和系统。
在清洗过程中可以从取样阀10采集样液进行污染分析,也可采用在线颗粒分析系统对系统油液污染度进行监测。
将清洗台的在线颗粒计数器设置在元件要求的清洁度水平,当油液清洁度达到设定值时,通过信号终止清洗操作,这样可使元件的清洁度质量控制更为经济和有效。
图4所示的元件清洗台也可用于评定元件的清洁度。
1.油箱2.泵3.被清洗元件4.过滤器5.热交换器6.流量计7.温度计8.上游压力计9.下游压力计10.取样阀11.颗粒计数器12.节流阀13.截止阀14.单向阀图4元件清洗台系统图5关于元件清洁度标准和规范我国从20世纪80年代初,在各个工业部门逐步推行液压系统污染控制技术和管理措施,并制定了有关元件清洁度检测、清洁度指标、以及元件清洗方法等方面的标准和规范,对提高产品质量和设备工作可靠性起到了积极的作用。
我国航空航天部门于1993年颁布实施了航空工业标准HB66491992飞机、型液压系统重要附件污染度验收水平;原机械工业部于1995年发布了机械行业标准JB/T7858液压元件清洁度评定方法及液压元件清洁度指标。
上述标准实施几年来,液压元件清洁度质量逐年有所提高。
目前国外关于元件清洁度方面的标准主要有美国1979年发布的SEAJ1227液压元件和系统的清洁度评定。
国际标准化组织ISO/TC131/SC6(流体传动系统污染控制分技术委员会)自1996年以来着手制定有关元件清洁度的国际标准。
目前进行的项目主要有:
(1)ISO/FDIS18413液压元件清洁度验收的文件和有关采样、样液分析和数据报告的原则,目前已基本完成,待审批后发布;
(2)ISO/DTS10949从制造到安装,达到和保持元件清洁度指南,目前尚为草案阶段,将以技术报告的形式发布;=342003年第2期液压与气动冷拔精密钢管技术在工程机械液压缸中的应用王贵霞,何畏ApplicationofTechniqueoftheColdDrawingPreciseSteelPipeinHydraulicCylinderofConstructionMachineryWangGui-xia,HeWei(中铁五局集团机电有限公司,贵州省贵阳市枣山路23号550003)摘要:
文章阐述了冷拔精密钢管技术及其特点,阐述了该项技术应用到工程机械液压缸中后缩短了与世界同行的差距,表明该项无切削加工新产品的研制应用尚在起步,值得大力推广应用。
关键词:
冷拔;精密钢管;液压缸;应用中图分类号:
TH137.51文献标识码:
B文章编号:
1000-4858(2003)02-0044-021冷拔精密钢管技术及其应用冷拔精密钢管技术就是将热轧无缝钢管或直缝焊管通过大型液压拉拔机,在常温下进行塑性变形生产精密钢管的技术。
运用强大拉拔力使钢管从冷拔机的内、外模具中拔出,应用挤压的方法,使钢管坯料达到较高的尺寸精度,是一种无切削加工工艺方法。
冷拔出的钢管可直接作为精密管材对外供货,也可进一步对钢管内筒进行珩磨加工,降低表面粗糙度等级,用于制造液压缸缸筒。
采用高精度冷拔工艺加工液压缸缸筒,与传统切削工艺相比,具有如下特点:
1)金属材料利用率高传统方式加工液压缸缸筒一般采用“镗-辊”切削工艺,受原材料自身直线度和管壁不均匀性影响,需根据实际情况预留不同的加工余量,造成金属材料浪费大,其材料的利用率只有70%80%,甚至更低。
而采用冷拔工艺加工液压缸缸筒,金属管材是在冷挤压状态下缩小外径、扩大内径的方法达到所要求的尺寸精度,无金属切削现象发生。
为进一步降低缸筒内壁的粗糙度、提高尺寸精度,冷拔后的缸筒只需预留0.20.5mm的精加工量进行珩磨,因此,冷拔技术加工液压缸缸筒的材料利用率在95%以上。
2)液压缸缸筒成品率高在“镗-辊”工艺中,由于刀头、辊压头及刀杆系统收稿日期:
2002-08-22作者简介:
王贵霞(1960),女,辽宁省海城人,高级工程师,!
学士,主要从事工程机械和液压技术的研究及技术管理工作。
(3)ISO/AWI21017液压元件的清洁度等级,为新项目提案,将制定有关元件清洁度的表示方法和等级代码。
随着液压行业市场的全球化,今后在元件清洁度质量控制方面逐步采用国际标准将是发展的趋势。
6结束语就目前现状分析,国内液压元件生产企业对元件清洁度质量控制的重要性,已有一定程度的认识。
但是从彻底解决元件清洁度质量问题,提高产品的使用可靠性方面来看,这种认识程度还远远不够。
生产中对控制元件清洁度还缺乏系统性的考虑。
通常采用的清洗方法不规范、效率低,并且缺少必要的检测手段及技术标准和规范。
因此我们需要从3个方面着手改变这种现状。
首先要提高企业的管理人员、技术人员和生产人员对元件清洁度质量控制重要性的认识。
要把元件清洁度质量控制与提高产品质量,提升企业和产品的市场竞争力密切联系起来;其次是在分析、总结国内外生产经验的基础上,研究出科学、系统和完善的元件清洁度质量控制工艺方法和规范;第三是借鉴国际标准的技术内容,结合我们自身实践的过程,制定出在技术水平上能够与国际接轨,能够指导实际生产的技术标准和规范。
通过这种改变来提高国内液压元件的整体生产水平和产品质量,使国内的生产企业和产品在激烈的市场竞争中具有更强的竞争力,尽快地走上国际市场。
#44液压与气动2003年第2期
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