固体污染物粒度分布参数对油液污染度影响的研究

推导了油液中固体污染物粒度概率分布密度函数与油液NAS 1 638固体颗粒污染度间的关系 ,讨论了污染物粒度均值 μ和均方差σ对油液污染度的影响。结果表明 :NAS 1 638固体颗粒污染度G的大小取决于污染物的浓度和污染物的粒度分布 ;NAS 1 638固体颗粒污染度G随污染物粒度均值 μ和均方差σ的增大而增大 ;粒度较小的区间所对应的区间污染度Gi,j对较小的污染物粒度均值 μ和均方差σ变化较敏感 ,反之亦然 ;与系统敏感污染物尺度相对应的NAS 1 638固体颗粒区间污染度Gi,j比油液的固体颗粒污染度G更合理     

二种油液污染度检测法检测结果间关系的实验研究

实验研究了2种油液污染度检测法——自动颗粒计数法和重量法检测结果间的关系。结果表明,用自动计数法所测油液中粒度不小于4μm、6μm、14μm的固体污染物颗粒数与用重量法所测单位体积内固体污染物的重量成正比。据此,可以用重量法所测结果推算油液的ISO 4406污染度等级。     

用浊度计测定油液污染度

随着自动颗粒计数器的普及应用,NAS污染度等级已广泛用作油液污染管理标准。但是,NAS污染度等级评定油液污染度时仅考虑了5μm以上污染颗粒的影响,而许多情况下,油液中存在着大量小于5μm的颗粒,这些颗粒是引起润滑故障的主要原因。因此,NAS污染度等级作为润滑系统的污染管理标准是不适宜的。目前,评定5μm以下的污染颗粒对系统的有害影响主要采用淤积指数法,但由于该法在实际应用中测定困难,再现性差,因此未     

基于颗粒粒径分布特点的润滑油污染状态定量监测技术

因为污染物难以检测、污染原因及后果不好判明,润滑油污染程度难以准确定量分析,现有定量分析方法如NAS 1638污染度分级法、铁谱磨损烈度等都有难以克服的缺点。从污染颗粒粒径分布特点出发,结合颗粒计数和磨损烈度定量法的优点,提出污染烈度表示方法,以确定润滑油污染状态。实际运用过程中,根据实际情况通过对三线值法确定的污染烈度阈值不断进行修正,可实现油液污染状态的定量分析,并作为换油决策的参考。     

煤矿现场油液污染度的测定

由于煤矿生产环境的特殊性,煤矿机械液压和润滑系统极易受到污染。据调查,采煤机、掘进机液压系统的油液污染度均在NAS 16级以上,地面固定设备润滑系统的油液污染度也都高于NAS 12级,对液压、润滑系统及其元部件的使用寿命和工作可靠性的影响相当严重。因此,如何检测、控制和减少油液的污染程度,对于延长元件使用寿命、提高系统可靠性具有十分重要的意义。 现场油液污染度检测是油液污染控制的重要环节,     

风电齿轮箱润滑油污染物及油中磨粒状态分析

污染物是造成风电齿轮箱失效的一个重要原因。为了研究油中污染物及磨粒存在状态对齿轮箱的影响,指导齿轮箱的维护,对某风场已正常运行4年的18台风机在不同运行时段齿轮油中污染度、水分及磨损颗粒物进行检测。结果发现,大部分齿轮油的污染度难以维持在17/15/11(ISO4406),部分风机齿轮油污染度甚至高达22/20/16(ISO4406)。在污染颗粒物中,主要以4~6μm的颗粒物为主,每毫升油液中污染颗粒物数量最高可达24 911个;该风场齿轮油中水分和酸值的含量均在正常运行范围内,对油品和齿轮箱的危害较小;该风场正常运行中的风机的齿轮和轴承均发生了一定程度的磨损,主要以疲劳磨损为主,尺寸最大的颗粒为严重的滑动磨损产生的。     

油液固体颗粒污染度测试方法的对比分析

阐述了油液固体颗粒污染的来源和危害,介绍了五种油液固体颗粒污染度的测试方法：重量法、显微镜计数法、自动颗粒计数法、显微镜对比法、网式堵塞计数法,并针对这五种方法的工作原理、优缺点进行了对比分析。     

反射式光纤油液污染度检测传感器设计

针对70%的液压设备故障由油液污染引起且固体颗粒为主要污染物,以及常用油液污染度检测技术设备大多存在结构复杂、价格昂贵和不便在线检测的现状,设计了一种反射式光纤油液污染度检测传感器。根据污染颗粒对光的阻挡致使光强的衰减现象,结合光在液体中传播特性,提出了油液污染度反射式光纤检测的工作原理。根据光纤纤端光场近似高斯分布的特性建立传感器数学模型,在颗粒均匀分布的假设下,分析了不同参数对传感器输出特性的影响,确定了传感器探头结构,设计了用于油液污染度检测的反射式光纤传感器,并搭建了传感器实验平台。根据不同污染度等级配置标准油液,对传感器特性进行验证。实验结果表明,该传感器可以实现对不同污染度等级标准的液压油液检测。     

金属微孔滤膜传感器的研究现状

对液压系统油液进行固体颗粒污染度检测是确保液压系统工作可靠性的有效手段,而金属微孔滤膜传感器在油液污染度检测过程中不受油液颜色及油液中水分和气泡的影响,其检测特点存在显著优势。综述金属微孔滤膜传感器的研制现状、微孔滤膜污染机制以及污染度检测模型的国内外研究现状,并提出在600目平纹不锈钢丝网表面化学镀镍来制备金属微孔滤膜传感器的一种新方法,以及利用Ruth的阻力理论来建立其污染度检测模型的新思路。     

油液污染度测试技术研究进展

分析了油液污染度测试技术的发展历程和现状,重点介绍了油液污染度的主流测试方法,包括污染颗粒计数法、电容测量法、电阻测量法、污染颗粒称重法、超声波法、淤积法、光测法、库尔特法等,并对其测试效果、应用环境进行了分析,最后对油液污染度测试技术的发展趋势做了展望.     

流体污染监测中清洁度等级评判标准的应用研究

提出一种可实现将标准等级细分的流体清洁度模糊综合评判方法。该方法依据 NAS1 6 3 8清洁度等级标准给出的各尺寸范围内颗粒数与清洁度等级的对应关系 ,通过对数插值的方法将清洁度等级进行了细分 ,并采用加权平均模型对流体清洁度进行模糊综合评判 ,较好地解决了由于标准中级与级之间距离过大、不能准确反映流体污染状况 ,以及评判中各尺寸范围内清洁度等级不一致时清洁度的等级评判问题 ,使评判结果能够更好地反映污染流体对系统的危害程度 ,并对其它标准的应用具有借鉴意义     

[可靠性建模及试验技术]重型机床液压元件油液污染退化量分布剖面可靠性建模

针对重型机床液压系统故障频繁且多与油液中的固态颗粒污染物相关的问题,进行了油液污染趋势变化试验。通过时域分析获得了油样颗粒数的有量纲和量纲一参数,通过Q-Q图和K-S检验分析有量纲参数,污染颗粒数是退化量服从正态分布的退化数据。进行了油液污染与环境相关性分析试验,采用相关系数法分析得到,颗粒数变化量与一定范围内的温度、流量、压力的相关性小;将液压元件分为管路、阀、过滤器三类,用直径5 μm左右的颗粒和直径大于15 μm的颗粒分别研究管路及阀件的堵塞和磨损情况,以过滤器过滤精度大小的颗粒研究过滤器的堵塞情况,设定ISO4406标准20/17级对应的颗粒数为阈值,利用退化量分布建立了液压元件单一故障模式的可靠性模型;利用竞争失效模型将上述模型融合为多故障模式下的可靠性模型。     

液压油污染实验与在线监测模型

液压油污染物主要包括水和固体颗粒等。介绍了水污染液压油衰变模型(S-B模型)和固体颗粒污染液压油衰变模型(G-S)模型,以这两个模型为基础,建立了衰变液压油含水率在线监测模型和固体颗粒质量分数在线监测模型,并对其进行了实验验证。结果表明:两个模型能较好地实现衰变液压油含水率和铁粉质量分数的在线监测,有利于降低煤矿维修成本和保证液压系统正常运转。     

淤积原理在液压系统在线污染监测中的应用

采用淤积原理的在线污染监测方法，通过检测流过滤膜某一固定体积时的压差来测量液压系统的油液污染度。研制出在线监测装置，采用电磁铁推动活塞吸油和获得压降，步进电机带动自制金属滤膜旋转实现过滤与反向冲洗功能，利用虚拟仪器软件LabVIEW设计监控平台，并对在线污染监测方法进行了理论分析与实验研究。实验结果表明，在线污染监测方法能给出ISO、NAS与SAE油液污染等级，可满足生产现场的在线监测要求。     

基于滤膜淤积法的油液污染在线监测系统

针对油液污染是导致液压系统故障的主要原因以及目前国内外油液污染大多不能实现在线监测的现状,提出基于滤膜淤积法的恒功率测量法,在保证功率恒定的情况下测量通过某一固定体积时的压差来间接测量油液的污染度。采用阀用直流电磁铁作为主推动力元件来推动特制液压缸内活塞杆来获得压降,自制金属滤膜作为传感元件,并设计了监控软件操作平台,完成了油液污染在线监测系统的设计、调试和试验工作。试验结果表明,该系统能给出相应的ISO、NAS及SAE油液污染等级,并有良好的人机交互能力。与离线测试装置相比,具有可信的精确度和实时性,可满足生产现场的使用要求,具有一定的推广应用价值。     

Filtration Effects on Foam Inhibitors and Optically Detected Oil Cleanliness

Foam inhibitors (FIs) are effective at reducing foam in lubricants but can be detected by optical particle counters as contaminants. Filtration can decrease the particle counts but will also adversely affect foam performance because the additive is filtered out of the fluid. In this research, we explore the opposing effects of filtration on optically detected particle counts due to foam inhibitors and foam performance. A custom-built test rig is used to filter fluid consisting of polydimethylsiloxane foam inhibitors in base oil and to measure particle counts per ISO 4406. Foam tests are then performed per ASTM D892 on samples taken during filtration. In order to meet both particle count and foam performance specifications, we find that the following three variables must be carefully optimized: FI treat rate, filter pore size, and number of filtration passes.     

基于超重力净油装置的三相分离数值仿真研究

液压系统的工作可靠性与油液的清洁度有密切关系,固体颗粒和水是液压油中污染物的重要组成成分,因而对于这两相的滤除是提高油液清洁度的关键。该研究基于一种新型超重力净油装置,借助于计算流体力学（CFD）软件FLUENT对该装置内涉及的两类流场--超重力流场及旋流分离流场进行数值仿真分析研究。通过获取旋流场内的固 液分离特性及超重力场内的液 液分离特性,进而对超重力净油装置的净油效果进行综合评估。仿真结果表明,该种新型超重力净油装置能有效去除液压油内5 μm左右的固体颗粒污染物和其中含有的水分,该研究的实施为提高我国污染控制水平提供一种新思路。     

轧机液压系统污染平衡机理分析及PBCC策略应用

冷轧模拟器是模拟轧机轧制带钢试验设备，其张力液压缸存在抖动现象。根据NAS1638，检测液压油污染浓度处于7级，同时发现截止阀存在严重生锈现象，无法满足系统要求。开展液压系统污染平衡机理分析，首次提出污染平衡协同控制(Pollution Balance Collaborative Control，PBCC)策略并现场实践，同时应用统计学开展方差分析，液压缸抖动现象大幅改善，设备运行的精确性和稳定性显著提高。PBCC策略是一整套前后协调、相互统一的设备液压系统油液污染控制指导方法，可以推广到其他设备作为参考应用。     

基于固体颗粒尺寸分布的微孔滤膜堵塞机理分析

滤膜堵塞法是一种半定量的油液污染度检测方法,研究固体颗粒尺寸分布与滤膜堵塞机理的关系有助于该检测方法的定量化。利用AC细粉尘及煤粉配制了8种不同尺寸分布的悬浮溶液,选择了10 μm、15 μm两种不同尺寸的微孔滤膜,对其堵塞机理与溶液中固体颗粒尺寸分布的关系进行试验研究。基于膜孔尺寸将颗粒划分为可通过颗粒、敏感颗粒、架桥颗粒及易挡孔颗粒,将溶液恒压下通过微孔滤膜的流量衰减曲线与经典堵塞模型的堵塞指数相结合,分析不同类型颗粒在膜孔堵塞中的作用以及不同颗粒尺寸分布对应的滤膜堵塞机理。分析结果表明,微孔滤膜堵塞机理与溶液尺寸分布规律相对应,与膜孔尺寸的选择无关;溶液中的敏感颗粒越多,对滤膜的初始堵塞会越严重,越易形成滤饼;对于可通过小颗粒较多、敏感颗粒和架桥颗粒适量、易挡孔颗粒较少这种液压系统中常见的颗粒尺寸分布规律,微孔滤膜的堵塞以标准堵塞-滤饼过滤为主要机理。首次从颗粒尺寸分布的角度分析微米级滤膜堵塞机理,分析结果有助于建立滤膜通量与固体污染颗粒尺寸分布之间的关系,从而提高滤膜堵塞法的油液污染度检测精度。     

Study of solid contamination in ball bearings through vibration and wear analyses

In rolling bearings, contamination of lubricant oil by solid particles is one of the main reasons for early bearing failure. In order to deal with this problem, it is fundamental not only the use of reliable techniques concerning detection of solid contamination but also the investigation of the effects of certain contaminant characteristics on bearing performance. Nowadays, non-invasive techniques, such as vibration measurements, are being increasingly used for on-time monitoring of machinery performance. In this context, the present work investigates the effect of lubricant contamination by solid particles on the dynamical behavior of rolling bearings, in order to determine the trends in the amounts of vibration affected by contamination in the oil and by the bearing wear itself. Experimental tests were performed with radial ball bearings lubricated by oil bath. Quartz powder in three concentration levels and different particle sizes was used to contaminate the oil. Vibration signals were analyzed in terms of the root mean square (rms) values. The results show that changes in the rms values of vibration in the high-frequency band, from 600 to 10,000 Hz, were associated to the changes in oil lubrication in the bearing contacts, caused by oil contamination and wear damage on the bearing surfaces.