液压系统的保养

xzd007

液压系统的主动保养预防维护新策略
) p) s5 x0 Q& t( J1 m! a& M% s.何国刚
【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
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
4 Y' R+ G0 q5 l4 x( f9 u+ T9 `8 s防维护在液压系统维护保养中的具体应用。
* Q1 Y' v; Y4 Z1 z' F【关键词]定期检修检测维修主动保养预防维护液压系统
4 @& ]% x$ y7 g; O$ O( s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
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。
一 、主 动 保养预防维护新策略
5 |" X: l( j; |3 O+ q0 X6 v! C) G. k当前 维 护的方法主要有以下几种。
  U3 q4 P* a9 [3 I1. 定 期 检修。根据机器故障档案资料和失效趋
势分析，按工作小时(或年)、行程(公里数)或循
. H: V) i1 s9 J2 c/ c+ _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。
2. 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
. s+ i; ^  c( {9 M, Q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
, @5 {& K! z& \% m3 c6 @3 a- Q. R效征兆可以诊断失效程度和故障部位，预先发出警
# L( l; M! D/ k' ]6 Y* D- i告，以采取维修措施，避免发生严重的停机故障。
# d: c4 c: q$ L( T# m0 z3. 主 动 保养预防维护。主动保养预防维护是在
机器开始发生失效(材料磨损和性能下降)之前采取的
9 M5 @+ }; f' P% n6 ?3 b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
8 b- A1 h' e( u1 @- R* Z: S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。
9 E+ T& G* A5 I8 ?3 z% J二 、液 压 系统失效根源
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)
流体污染; (2)流体泄漏; (3)流体化学性能变
7 a6 U" u6 t" u, X$ e1 y化; (4)流体物理性能变化; (5)流体气蚀; (6)
流体系统过热。
为 了 防止 液压系统失效，必须通过对以上根源性
: K! w- y4 e2 X) [# i+ e参数进行监测和纠正，使其保持在允许范围内。
+ m9 ?: h5 R( ?/ I, h0 n- B失效发展
过程
  ^! Z1 V% H, O$ o: x3 e5 v0 s报废
( I8 G# j9 B0 }. a' X) d根源性参数异
# g$ |. B% P9 _* E" S图2 机器失效发展过程
3 @: H  N. z) Q, X故障维护范围
检 测 维 修范围
7 O2 `& v( a" h0 ?+ u动保养预防维护范
此范围目的是延长
机 器 寿 命
0 k' F$ Y' z( X6 K6 y图1
时 间
9 a$ P% V: i0 N3 M1 N- i机器失效曲线
达到防止故障发生和延
- m9 j7 _4 c3 M- {4 R长元件寿命的目的。
" S6 p/ a" n. N- b! H主 动 保 养预防性维
9 _$ j6 y  B5 e* u+ W护与检测维修的区别可
以从图1所示的失效曲
线看出。主动保养预防
1 z3 E3 s3 N- z! N: f性维护的目的是保持失
( g7 n, E1 \5 ^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
" F( a: h: J0 Z5 p, 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
止流体污染引起的失效和故障，必须使系统内流体的
* m1 i( ~- N3 b6 g4 G污染度控制在关键元件污染耐受度范围内，也就是使
流体污染的程度稳定。
6 X5 y( j6 f. w8 E, _6 ^3 `2. 泄 漏 。泄漏是液压系统普遍存在的问题。外泄
1 g/ A- h6 E9 `8 N8 o* X! ]漏发生在液压元件外部结合面、管接头以及直线和旋
  l; Z4 ?. V7 ~, D; {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
  N: Z  q: E+ u/ m# T" X* v6 Z. l赵彩掣水中
国
设
# @/ \' \/ @5 {备
管
理
2001.3
  h6 ?; p' o! L7 i$ y9 M' ?万方数据
6 {" o. X+ }* c! |: R+ j$ ~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
取对策。影响液压系统泄漏的主要原因是密封的磨损
  T7 E+ f% Z5 \' B或损坏、管件受振而引起松动，以及软管加工或安装
' w0 N  C2 L1 `/ y8 H# a5 e不良等。合理的密封结构、优良的密封材料、必要的
密封力是保证流体泄漏稳定性的重要因素。控制液压
6 i/ w, V: V, M) i/ r* x7 c, ?系统温升、油液污染以及过大的振动，就可以减少内
& T  P/ I& V: y% I2 W" v5 o+ n# v外泄漏。
3. 流 体 化学性能的变化。流体化学性能与其基
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
0 a' x& {# d) k7 o2 I% w等添加剂，保持化学稳定性是保证液压系统工作可靠
和元件寿命的重要条件。
流体 在 系 统中受到高压和不良环境的影响，在工
& L4 H. x! p# Q) a8 T/ H作和存贮过程中其化学成分和性能也将逐渐发生变
# \% h0 T/ {7 |+ D化，这主要是由于流体的氧化以及添加剂的消耗而引
  A0 R: \8 w/ _  P- E& A起的。这种氧化反应的结果引起流体劣化，并产生可
) p; A, f9 F, ~" w/ E9 p& r: S溶和不可溶的化合物，如树脂、酸性物质及沉淀物
* K1 g, p9 E6 [等，进一步增加了流体的污染。
流体 的劣 化速度与工作温度、压力、污染物种类
6 N2 t, s+ H" [8 `和含量等因素有关。当水和起催化剂作用的金属颗料
  U0 B) L% ~, ]. R2 u同时存在时，油液的氧化速度急剧增加，铁和铜分别
' F+ l, S% C! T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
( I4 A+ r3 {% w8 {学稳定性。
# j4 E" w! t( V8 W4. 流 体 物理性能的变化。流体与液压系统工作
有关的物理性能主要有粘度、粘度指数、剪切强度、
& D3 i4 X4 O4 b- S6 x体积弹性模量、饱和蒸汽压、吸气性和含水量等。这
8 }6 M* U1 r0 _些物理量随系统状态(如压力、温度)、流体的化学
  j& F1 {. ^$ ~8 u成分、机械搅拌和剪切，以及污染物种类和浓度而变
: C3 d' X% ?" @+ x( ^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
5 S* n/ I* o" c化是不可恢复的。流体物理性能的变化超过允许范围
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。
; v: {* g" Z! a5， 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。
4 q' B) x( V- {; Y6. 流 体 系统过热。液压系统的工作温度应有一
4 ~3 Y+ k. x3 n' J6 v& ~8 N6 s定范围，温度过高流体粘度变低、润滑性能变坏、泄
漏增大，并使流体氧化分解。温度过低流体粘度增
9 n4 O; B9 P9 a! ?, `大，流动性变差。温度超出允许范围对密封材料和元
件的性能也有较大影响，低温下橡胶弹性体柔性变
9 Y' f: Q2 q( y差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易