談談射出機液壓系統效能的改善（上）

2006-03-05

工業用油技術：
談談射出機液壓系統效能的改善（上）

吳世榮

定期的過濾液壓油以維持潔淨是保證射出機液壓系統效能的最重要因素。液壓系統的毛病很可能會導致射出機模組生產操作上嚴重的問題，模組的高溫、塑膠微粒的污染、鋼模的離型劑及清潔溶劑、以及衝擊負荷等等，都可能造成這些毛病的加劇。 還好只要能慎選液壓油，並且遵循適當的預防保養措施，這些毛病皆可迎刃而解。

如何選擇液壓油呢
大多數的射出模組機器都使用礦油基的液壓油，這可大略區分為兩種類型：泛用型工業抗磨油及優質抗磨液壓油。泛用型及優質產品皆含有礦油基的基礎油和套裝的添加劑，來賦予液壓油特定的要求特性。（大多數的射出模組機器並不建議使用車用油作為液壓油，因其所含的添加劑並非最適合這些系統的使用。）

通常被指定使用在射出機的油品都是符合該液壓油泵製造廠家的規範要求，為符合這要求需選用新油置於典型的特定泵中，在實驗室裡進行液壓油的磨耗試驗。

使用建議的液壓油應可確保液壓油泵的正常使用壽命。在射出機系統的各零組件裡頭，油泵是最可能產生磨損的部份，所以探討液壓油在整個射出機系統裡的效能表現，以及實際的操作情況下其功能可維持多久的使用時間，應該都是我們最關心的主要問題。下面整理了液壓油效能評比的主要特性作為參考。


根據原廠規格要求選擇濾芯

黏度 這是液壓油最重要的特性。如何選擇一正確的黏度，且得以穩定的維持在整個使用壽命期是極為重要的，黏度太低可能會造成液壓油洩漏而無法達到油泵的設計壓力，最後導致磨損加速等問題；黏度太高的話，則液壓系統內部的摩擦阻力可能會過高、操作溫度上升，而最後導致液壓油提前劣化壽命減短。

磨耗保護 絕大多數的工業液壓油都含有適當的添加劑來保護系統的各零組件免於磨損，最典型的就是液壓油泵的保護。然而，經過長期持續的運轉使用，添加劑會漸漸的消耗，油泵的磨損隨之增加。品質優異的液壓油有良好的添加劑維持其特性，來確保長期的使用壽命。

高溫及氧化穩定性 高溫會使液壓油熱劣化及形成氧化物質，這些最後造成漆膜及油泥積垢，阻礙系統的正常操作運轉。

通常液壓系統應維持在60℃以下運轉，但是機台運轉加工過程的溫度、熱交換器和冷卻器的維修不良、通風不良、環境高溫（例如夏天）都可能產生高溫，使得系統的溫度遠超過這個理想的正常操作溫度。


液壓系統輪葉泵
高溫常常是讓人傷透腦筋的老問題，即便是正常操作運轉下的系統，還是會存在局部過熱的麻煩。 因為液壓系統的運作過程中，液壓油從高壓油泵通過釋壓閥，再經過方向控制閥，這段過程中潤滑油形成的薄膜可在瞬間被熱至100℃以上。液壓油一再的重複承受著各閥門高低溫的工作循環後，漸漸的在嚴苛部位產生漆膜，使得射出機的伺服閥黏滯，作動不順，最終以咬死故障收場，特別是比較大型的機器上最常見到這種嚴重的結果。

有時即使非常薄的一層漆膜在線軸上，也會造成伺服閥的咬死故障。所以這類型的高溫問題是不容忽視的。

另一個伺服閥常出現的困擾是高溫及氧化所產生的極細微的油泥顆粒。液壓系統的運作過程中，免不了這些細微油泥顆粒的形成，而它們最容易積聚於油液流速驟降之處，例如伺服閥部位。這些極細微的油泥逐步的結合液壓油的劣化產物而形成漆膜層，進而阻礙閥門的正常操作，選擇品質優異的液壓油可以有效的抑制高溫熱劣化的現象，同時減除氧化產物的形成。

維持潔淨的效能 這是評定高品質液壓油抑制油品因長期使用而劣解，同時抑制油泥漆膜形成的效能。

腐蝕保護及金屬相容性 現代的液壓油泵，尤其是往復式的活塞泵，含有鐵、鋁、銅等材質。液壓油應該避免銹蝕或腐蝕這些容易被侵蝕的金屬，且更能完全和其互容。滑油的稀薄油膜抑制特性就是檢測其抗拒腐蝕效能的主要方法，它能避免僅存有間歇性潤滑，或缺乏再潤滑的鋼鐵表面的銹蝕產生，例如液壓油槽內部的上層鮮少被油所覆蓋的部位。

良好的空氣釋放特性 射出機系統的循環運作及高低溫壓的重複出現，極有利於空氣侵入及泡沫的生成，此外，現今新的液壓系統油槽容積較小，導致油槽裡的油液有更多的機會和空氣接觸混合，油槽裡的油位太低或油量不足也會有相同的問題。

含有過量空氣的液壓油從真空部位流至油泵的高壓端時，可能會造成渦旋孔蝕現象。油中空氣造成氣泡附著在油泵內表面，會加速其磨損。油中泡沫帶來噪音、磨損、和操作不穩定，品質優異的液壓油配方可以提供良好的空氣釋放特性。

水穩定性 所有的液壓系統或多或少都會吸收水分，而即便少量的水分都可能使磨損增加、壓力降低、和閥門黏滯，高品質液壓油在少量的水分污染情況下仍可以展現良好的功能。

過濾能力 新式的液壓系統其過濾系統愈來愈趨向極精細的設計（達3微米），以確保敏感的系統零組件能持續正常的運作，其主要的結構是伺服閥部位。這些濾材常被氧化產物、積垢、和水分所堵塞，品質優異的液壓油中含有添加劑來抑制積垢的生成，且使水分保持溶解懸浮狀態以避免堵塞。

回收再生利用 射出模組的操作經常免不了液壓油的洩漏，尤其是高產量、連續生產的設備。同時，經過長期使用的液壓油也可能被污染而不適合繼續使用。維護保養人員可以考慮回收洩漏的油品，或者是使用過的油品，並進行再生利用，以減低油液的處理和補充的費用成本。這些經過回收再生處理後的油品，尤其是其添加劑組分，需經過適當的檢測以確定其品質是否合於再使用。

在這競爭的工業環境裡頭，大多數的業者傾向選擇使用價格較為低廉的液壓油品。然而，高品質液壓油的效能表現遠超過一般平價的油品，特別是在現今高壓、高產能的射出模組機器的液壓系統裡，使用高品質液壓油的效益在於降低維修費用，且增加生產工時的獲益遠超過最初較高油品成本的支出。

另外，選用適當的液壓油只是上述高效運作的開端而已；更重要的工作是隨後有效的預防保養計畫的執行。


軸向活塞泵

如何維持液壓系統的最佳狀態

（下期續）