液压系统的保养

xzd007

液压系统的主动保养预防维护新策略
* i9 \+ p- t7 i8 A0 J: X4 @.何国刚
7 @5 h# I- ^# Z. I0 x% y/ P【摘要]在定期检修、检测维修和主动保养预防维护这几种维修模式中，主动保养预防维护与前
0 k9 A* O! N: t两者相比较，具有可有效防止发生故障，延长机器设备的使用寿命等特点。介绍了主动保养预
2 R1 F+ a3 x9 M2 V  F* d防维护在液压系统维护保养中的具体应用。
; q" r! @' o0 A! k9 A1 y【关键词]定期检修检测维修主动保养预防维护液压系统
5 L* O5 t% o" y3 }/ z维护 是 防 止机器发生故障和过早失效、保证可靠
运行的一系列措施。这里提出的主动保养预防维护是
: F6 ^3 q, E( C6 a. W, u% P4 b维修技术工程近年来兴起的新策略，是当代企业一项
最大的效益源。
, f% v( s- W2 t4 P/ t8 h一 、主 动 保养预防维护新策略
7 x2 U( ]. N: ~/ h' Y3 V0 D7 l当前 维 护的方法主要有以下几种。
1. 定 期 检修。根据机器故障档案资料和失效趋
3 Y  |" g6 W. ?0 }势分析，按工作小时(或年)、行程(公里数)或循
: L( l6 W  m+ C7 y2 V* O环次数而进行定期修理与维护。但定期检修存在维修
过剩或维修不足的问题，据统计，定期检修有三分之
一的费用被浪费了。
4 J$ L- w% J: [5 R0 Q2. 检 测 维修。通过仪器监测和专家分析与决策，
在机器发生故障之前进行维修。所监测的内容是反映
" P3 x) ?; h  @* u材料磨损和性能下降的早期失效征兆，如油液中的磨
粒含量和特性，系统的振动、噪声、温升等。根据失
: k1 N$ Y2 j# J8 @1 I效征兆可以诊断失效程度和故障部位，预先发出警
, s4 P- e% ]3 b: ^0 y告，以采取维修措施，避免发生严重的停机故障。
3. 主 动 保养预防维护。主动保养预防维护是在
5 m; \% Q0 H- O; f1 V机器开始发生失效(材料磨损和性能下降)之前采取的
8 ?8 X$ `: _" X% Q维护活动。它通过监测导致系统失效的根源性参数，
及时纠正异常工况，以保持机器良好工作状态，如油
液污染度、物体的物理和化学性能以及温度等。通过
0 }& \; g' @; E0 d8 |/ I$ i维护措施保持失效根源性基本参数在允许范围内，以
伸，以延长机器的寿命。
二 、液 压 系统失效根源
: l4 U* A' ?( P* Y液 压 系统 主动保养预防维护实施的首要环节是弄
清其失效根源。
液 压 系 统失效根源主要有以下几个方面: (1)
8 W5 ?% {2 W$ A. }流体污染; (2)流体泄漏; (3)流体化学性能变
化; (4)流体物理性能变化; (5)流体气蚀; (6)
- u7 ^& y% X* s5 i4 t9 f5 E' Y流体系统过热。
/ p. Y' W2 A$ L为 了 防止 液压系统失效，必须通过对以上根源性
* s) e, D6 f6 E6 E! |  k8 z. @参数进行监测和纠正，使其保持在允许范围内。
失效发展
过程
8 P. C/ H5 a( K" T: J# w9 U报废
根源性参数异
- O! n" b  ?7 x6 N图2 机器失效发展过程
0 E' S4 D: H$ W( u3 y7 e, ^故障维护范围
检 测 维 修范围
2 E3 ?/ t$ N3 h7 L9 Q动保养预防维护范
' d) B' X$ Q: e1 v% G# r: B: U此范围目的是延长
机 器 寿 命
图1
8 R* t7 ^- V. j* ]* D! e5 J时 间
机器失效曲线
1 Q, {3 L8 @2 o1 q1 t2 H; O达到防止故障发生和延
长元件寿命的目的。
, f. |* k+ L/ r* x1 m# s! `5 Z主 动 保 养预防性维
护与检测维修的区别可
以从图1所示的失效曲
5 H7 d3 E5 U0 J% Q9 ~线看出。主动保养预防
性维护的目的是保持失
效发生前的曲线水平
段，并尽可能向右延
1. 流 体 污染。流体污染是液压系统最主要的失效
" h4 p& h  Y; L+ z% X+ f5 [- j根源。据统计，液压系统故障大约有75%是由于流体
污染引起的，失效形式主要有污染磨损、污染卡紧和
污染堵塞等。
影 响液 压 元件材料磨损和性能下降的主要因素是
流体污染度、元件污染敏感度以及工作条件。为了防
7 Q& |" v# b: j: z, E* h止流体污染引起的失效和故障，必须使系统内流体的
污染度控制在关键元件污染耐受度范围内，也就是使
% i" U( O7 C( K" s2 {2 g$ z/ |3 b流体污染的程度稳定。
) d7 x1 R3 i/ u8 a' T- z( e/ Z2. 泄 漏 。泄漏是液压系统普遍存在的问题。外泄
6 @; @; }4 R6 y) y3 u漏发生在液压元件外部结合面、管接头以及直线和旋
转运动界面。内泄漏发生在液压元件内部运动副间隙
处，如液压泵的配流副、液压缸和活塞的密封间隙
! X5 i% e& {' @" F赵彩掣水中
国
; s1 Y9 g! P" c4 T# I# d2 O设
备
, x1 H! u" {+ f" G1 y, x管
4 ~% j( w( w" @; e' q) `理
/ A# K) w% c* W- i( l+ N8 |9 v2001.3
万方数据
等。过量的内泄漏使泵容积效率降低、液压缸爬行、
液压马达转速损失等，对液压系统有较大危害。
泄 漏是 液 压系统失效和故障的信号，必须及时采
7 p0 A. x. O+ V! d取对策。影响液压系统泄漏的主要原因是密封的磨损
或损坏、管件受振而引起松动，以及软管加工或安装
不良等。合理的密封结构、优良的密封材料、必要的
( Z: {  ~! A0 ^密封力是保证流体泄漏稳定性的重要因素。控制液压
系统温升、油液污染以及过大的振动，就可以减少内
  h2 X/ q6 h. V) a9 y外泄漏。
3. 流 体 化学性能的变化。流体化学性能与其基
  J1 W+ d9 P; \! {, G7 F7 q础成分及添加的化学成分有关。为了改进流体的性
能，以满足液压系统的工作要求，在工作液体中加有
各种化学添加剂，如抗氧化、防锈、增粘、抗磨低凝
% f5 `  [2 F4 q7 Y9 d9 @) d* _等添加剂，保持化学稳定性是保证液压系统工作可靠
: M9 Z! f1 \$ L$ b! _! J" D! M和元件寿命的重要条件。
( R9 S1 M* D4 K. P. u# i* E# p流体 在 系 统中受到高压和不良环境的影响，在工
7 C6 `. x1 m/ {& W) E作和存贮过程中其化学成分和性能也将逐渐发生变
% X: W$ C9 j* P" p! a5 D化，这主要是由于流体的氧化以及添加剂的消耗而引
起的。这种氧化反应的结果引起流体劣化，并产生可
溶和不可溶的化合物，如树脂、酸性物质及沉淀物
( w& w$ ?$ K) ~, |等，进一步增加了流体的污染。
. `: y/ j) x: d流体 的劣 化速度与工作温度、压力、污染物种类
7 V5 `0 _+ x; u" E  ?/ x和含量等因素有关。当水和起催化剂作用的金属颗料
同时存在时，油液的氧化速度急剧增加，铁和铜分别
+ Z( E# M8 ]$ `+ d# b3 Q使油液氧化速度加快约10倍和30倍。因此，有效控
制油液污染，选用添加剂稳定的油液，有助于保持化
6 K8 O/ J5 q) }4 G8 P4 S学稳定性。
4. 流 体 物理性能的变化。流体与液压系统工作
+ ^: l& M' v2 c有关的物理性能主要有粘度、粘度指数、剪切强度、
% }8 R" E$ e7 b: @: H" ]体积弹性模量、饱和蒸汽压、吸气性和含水量等。这
些物理量随系统状态(如压力、温度)、流体的化学
& V: K& m( ?/ E" z( X成分、机械搅拌和剪切，以及污染物种类和浓度而变
化。一般当影响和干扰因素消失后，流体物理性能可
恢复到原始值，这时可认为流体物理性能是稳定的。
然而，当流体发生了化学分解时，引起的物理性能变
化是不可恢复的。流体物理性能的变化超过允许范围
4 A2 r0 g9 _/ Z6 |9 e9 w将对系统和元件造成危害。所以，液压系统的维护人
员必须注意流体物理性能的变化，保持其稳定性。
* Y6 R1 `/ D" P5 j' m5， 液 体 气蚀。液压系统出现气蚀后会引起振动
和噪声，加速油液劣化，使液压系统性能变坏。
1 [0 T6 `2 Z+ Y) G2 [/ ]6. 流 体 系统过热。液压系统的工作温度应有一
定范围，温度过高流体粘度变低、润滑性能变坏、泄
( L3 _& s( `  M" F/ D  e' V) F漏增大，并使流体氧化分解。温度过低流体粘度增
大，流动性变差。温度超出允许范围对密封材料和元
, d! y9 @: Z6 H( l件的性能也有较大影响，低温下橡胶弹性体柔性变
差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易