
油液分析是最早發(fā)現問題的分析參量,因為風機運作一定存在摩擦,摩擦導致物質交換形成顆粒、油泥等等,會改變油液的性能狀態(tài),因此通過分析油液的參數,即可以及早的發(fā)現風機問題,將問題消滅于萌芽之中。
不同運行狀態(tài)對應不同的油液特征,早期可以利用油品分析儀檢測潤滑油和液壓,通過粘度、顆粒特征、水分含量等觀察出機械的變化趨勢,及早發(fā)現齒輪箱和動機前期故障,按需換油、保養(yǎng),有效減免成本。
粘度是表示油液流動時分子間摩擦阻力 的大小。粘度過大時會增加管路中的輸送阻力,工作過程中能量損失增加,主機空載損失加大,溫升快且工作溫度高,在主泵吸油端可能出現“空穴”現象。粘度過小時則不能保證工程機械良好的潤滑條件,加劇零部件的磨損且系統(tǒng)泄漏增加,引起油泵容積效率下降。
由于油液粘度本身隨油溫的而變化(見下圖),不能直接用所測的粘度進行比較,根據國家標準規(guī)定的液壓油換油指標,一般用40℃的粘度來比較。對于一般工程機械中使用L-HM 型液壓油,當使用中的油液40℃粘度與新油粘度相比,變化范圍超出+15%~-10%時即應換油。
油液的運動粘度與油溫的變化關系基本符合Arrhenius 公式,即

其中,v 為運動粘度,A 為指數前因子, a E 為流體活化能,R=8.314J /(mol?K ),T 為熱力學溫度。
因此,根據粘度傳感器實時監(jiān)測到的粘度t v 和溫度t ,然后通過下列計算式

即可計算出40℃的粘度。

系統(tǒng)記錄新油粘度和通過傳感器實時監(jiān)測數據計算所得粘度作差得到粘度變化值,從而對油液老化變質和污染情況進行診斷。
(2)介電常數監(jiān)測子系統(tǒng)
根據油液介電常數隨其水分含量、磨損顆粒及酸值變化而變化的特性,利用電容傳感器實時監(jiān)測其介電常數的變化情況,從而分析出油液中水分含量情況、磨損顆粒情況及酸值變化情況。介電常數監(jiān)測子系統(tǒng)的顯著優(yōu)點是可以監(jiān)測油液的綜合性能,從整體上把握油液老化和污染情況。
油液介電常數與水分、磨損顆粒及酸值變化關系如下:

隨著油液水分增加、磨損顆粒及酸值增加,其介電常數均增大,而且與磨損顆粒量的靈敏度最高,而磨損顆粒恰是引起液壓系統(tǒng)損壞的最主要原因。通過監(jiān)測在用油液的介電常數并與新油介電常數進行比較,介電常數變化超過一定范圍即可判斷磨損或水分超出范圍,需要進行維修或換油。
隨著油液溫度變化,其介電常數也將發(fā)生少量變化,為了減少溫度變化引起的誤差,需要對溫度進行補償。介電常數隨溫度的變化關系符合下式:

其中,ε為介電常數,T 為熱力學溫度, βν為油液體膨脹系數。
為了比較方便,將任意溫度的介電常數統(tǒng)一換算到20℃,換算公式如下:

其中t為攝氏溫度,εt為實時監(jiān)測的介電常數。根據計算出的結果與新油20℃的介電常數進行比較,如果偏大則說明油液污染情況比較嚴重,如果偏小則說明油中混有氣泡或者其它油。
該系統(tǒng)可即時查看油液介電常數的變化情況并給出參考診斷意見,系統(tǒng)中已存儲推薦的診斷標準,還可以根據用戶的主要污染情況和使用要求進行定制。
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