液压系统的保养

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液压系统的主动保养预防维护新策略
2 w  f$ _6 _# D* v+ }$ `.何国刚
7 q$ `; B! C2 d( Q( L+ V【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
. d# T; _4 {8 |2 L/ p防维护在液压系统维护保养中的具体应用。
【关键词]定期检修检测维修主动保养预防维护液压系统
维护 是 防 止机器发生故障和过早失效、保证可靠
+ H& g' Q# }5 C0 K6 S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
7 J* k/ n! j8 u# w2 a2 `最大的效益源。
) g. i. ~1 ~$ [4 U1 M一 、主 动 保养预防维护新策略
1 @4 X0 j5 M1 S1 y! M( U4 O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
$ R& G. K& N( b0 x势分析，按工作小时(或年)、行程(公里数)或循
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
# p9 ]$ j( O/ w' \3 y2 d一的费用被浪费了。
0 }* `. X2 o% O5 x( {' u/ O2. 检 测 维修。通过仪器监测和专家分析与决策，
/ T2 X) G( J5 r0 x" i" X! }; f( |在机器发生故障之前进行维修。所监测的内容是反映
材料磨损和性能下降的早期失效征兆，如油液中的磨
4 h1 F% L8 Z2 `* {粒含量和特性，系统的振动、噪声、温升等。根据失
( W% N2 f! r4 b效征兆可以诊断失效程度和故障部位，预先发出警
4 e9 {, T7 M) q" J告，以采取维修措施，避免发生严重的停机故障。
- p1 J8 W4 J( w1 L' V) m) O4 v3. 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
5 Q9 {9 N3 F7 g# j! }# j维护活动。它通过监测导致系统失效的根源性参数，
# F" }  K% A5 e) N1 z: c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
- f8 j6 a  k6 j4 _$ N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。
. N& ^9 q& B7 Q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
2 M4 |, U* `' D3 E2 l  D# G/ h- G0 V清其失效根源。
. o3 d7 b8 s1 c: P/ y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
化; (4)流体物理性能变化; (5)流体气蚀; (6)
流体系统过热。
( [2 u, L/ q, c% s0 D; ?# P为 了 防止 液压系统失效，必须通过对以上根源性
参数进行监测和纠正，使其保持在允许范围内。
8 e( ?  m/ _3 ]1 [+ h4 P( m失效发展
3 J) X  S8 j# p& K& r过程
) D+ k0 Z" l* P5 `6 P, s1 o. n报废
3 [# O; X' V* |" P. u根源性参数异
图2 机器失效发展过程
故障维护范围
! Z. w2 p5 t( ?3 q0 L+ V( a; m( _检 测 维 修范围
动保养预防维护范
此范围目的是延长
9 U  i! a. U6 R5 T" n- h1 K机 器 寿 命
' \; _3 M8 d* M图1
! [' o1 g1 @8 m0 P时 间
1 y% U* ^; O* P  k机器失效曲线
达到防止故障发生和延
# x4 O( D* r8 q长元件寿命的目的。
" L0 ]" O1 j. t7 w* f8 ?主 动 保 养预防性维
护与检测维修的区别可
6 E, r+ d" Y' x* d# h8 w& E以从图1所示的失效曲
7 L$ ~0 O) b3 n% ?+ Q# O, I线看出。主动保养预防
& Y3 w1 I& O6 M) S" W性维护的目的是保持失
效发生前的曲线水平
  I  r4 M) M7 h) p! [6 ^! e, K段，并尽可能向右延
% C, G* M. b# u) r0 I( l1. 流 体 污染。流体污染是液压系统最主要的失效
! }4 _- S  k( X$ w根源。据统计，液压系统故障大约有75%是由于流体
% \& h/ l. `/ q8 }  |' w; }污染引起的，失效形式主要有污染磨损、污染卡紧和
1 ~& g- @/ k0 T+ K+ P7 ]% H污染堵塞等。
+ u# a' ^2 [0 c+ ]8 H4 Z. z. A: {3 I影 响液 压 元件材料磨损和性能下降的主要因素是
' e( K( m0 R' m" E$ Z流体污染度、元件污染敏感度以及工作条件。为了防
5 ?  T1 p  [& a3 L) ]止流体污染引起的失效和故障，必须使系统内流体的
. t. z2 I, G; }5 w2 t5 o6 I6 k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。
2. 泄 漏 。泄漏是液压系统普遍存在的问题。外泄
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
赵彩掣水中
国
设
备
管
理
  I3 z: }; A! f5 a2001.3
万方数据
等。过量的内泄漏使泵容积效率降低、液压缸爬行、
# y1 @& g- I! ~6 i8 k液压马达转速损失等，对液压系统有较大危害。
3 L0 N+ d8 K/ h: b4 D! `5 N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
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
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
% f7 d* R( n% Y' H; D  Z  s外泄漏。
  n+ \) a! n8 N' K% ]( b3. 流 体 化学性能的变化。流体化学性能与其基
: y6 T# M( J$ `) r7 J- @: I7 {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
0 x+ P( ?1 F, ^, g% l4 L6 u$ m/ W* e各种化学添加剂，如抗氧化、防锈、增粘、抗磨低凝
等添加剂，保持化学稳定性是保证液压系统工作可靠
& V' n, M$ i0 K: c( w& u: R和元件寿命的重要条件。
& V1 j, G$ S* Y. G% z1 p0 {  c流体 在 系 统中受到高压和不良环境的影响，在工
作和存贮过程中其化学成分和性能也将逐渐发生变
) ^6 a+ i; D# h化，这主要是由于流体的氧化以及添加剂的消耗而引
, X: g7 `) [9 ?: B! k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
等，进一步增加了流体的污染。
5 ?9 _6 Z. z) I. P# L& b* n+ X流体 的劣 化速度与工作温度、压力、污染物种类
) r8 ]1 d) Q+ `* p4 Q- 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
使油液氧化速度加快约10倍和30倍。因此，有效控
& o2 a0 F; `& V$ X9 C9 Y3 l5 l制油液污染，选用添加剂稳定的油液，有助于保持化
学稳定性。
' M9 w3 Y9 A6 k# D4. 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、
6 t; F, p& f8 M  t7 I7 J: Q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
+ u/ W/ r# M7 R4 R" B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。
: c! y4 s  l+ N2 f0 A) P然而，当流体发生了化学分解时，引起的物理性能变
+ X7 m8 w! c) S! r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
, i; z, d+ ~# a; n( S- L/ v6 T4 H员必须注意流体物理性能的变化，保持其稳定性。
5， 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。
6. 流 体 系统过热。液压系统的工作温度应有一
1 a- B( }1 t$ J9 p6 l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
5 V9 j1 P/ r7 z9 m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
差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易