液压系统的保养

xzd007

液压系统的主动保养预防维护新策略
.何国刚
. j! y) T; z. w' C7 |# R【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
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
! G6 m2 y$ f7 V运行的一系列措施。这里提出的主动保养预防维护是
% P3 D$ w: q" g2 p3 n5 d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。
. _( ~8 E% w& R) Y1 t5 n; S  `' d一 、主 动 保养预防维护新策略
, ]+ g8 M4 W( c& }当前 维 护的方法主要有以下几种。
) z" O4 R, H$ w" b1. 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
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，
( A% b. d. ?8 Y7 |8 [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
粒含量和特性，系统的振动、噪声、温升等。根据失
8 ]2 Q- L6 k6 L- E3 L效征兆可以诊断失效程度和故障部位，预先发出警
4 ]/ V" O! `0 _  T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
9 `, V2 z, B" J- A6 p+ J+ l9 h机器开始发生失效(材料磨损和性能下降)之前采取的
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
! [3 u# S* \. B" C+ z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。
6 ~9 A& W% W  c* _* l7 @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
: T- Q$ d6 E, G/ M1 M( j& V清其失效根源。
液 压 系 统失效根源主要有以下几个方面: (1)
3 ?" x$ L7 ]5 `: d) y, A流体污染; (2)流体泄漏; (3)流体化学性能变
! O/ \0 C3 U% P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
参数进行监测和纠正，使其保持在允许范围内。
失效发展
% _) r/ @. D- r- O9 M1 _* h过程
5 s6 @# F6 P& p报废
根源性参数异
图2 机器失效发展过程
  L( ~5 P+ ?; m故障维护范围
% o& p5 o+ o) i/ X检 测 维 修范围
动保养预防维护范
此范围目的是延长
机 器 寿 命
8 ?! e3 I& X7 P. _- K2 F图1
时 间
- q; W4 P3 @8 D. X机器失效曲线
达到防止故障发生和延
5 {% S( b' j8 T$ I' ?长元件寿命的目的。
主 动 保 养预防性维
, K- _0 _& a4 z: {5 y8 c护与检测维修的区别可
3 i3 [  q+ r: E0 y% b+ u$ h1 Q# y以从图1所示的失效曲
6 S* q  k% X2 \线看出。主动保养预防
性维护的目的是保持失
9 i, @: C! c- q9 S, b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
根源。据统计，液压系统故障大约有75%是由于流体
* I( x+ I% a- Q$ p污染引起的，失效形式主要有污染磨损、污染卡紧和
* s& x& r+ {( n$ s: w) N- h# J& ?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
& K& z( b) L! `% A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
/ R6 S0 ~4 [. t6 y# l3 I5 v污染度控制在关键元件污染耐受度范围内，也就是使
# j2 ?7 z2 }" o' p流体污染的程度稳定。
% x* ^$ f0 r1 N& C( a: t2. 泄 漏 。泄漏是液压系统普遍存在的问题。外泄
7 H; Z- J1 I- [, L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
- X% P% S' {7 C% _( m赵彩掣水中
, V$ H* }$ d+ F国
设
8 X+ R( g  W. S! L备
管
理
2001.3
万方数据
$ P1 u6 ^" @" Z4 q等。过量的内泄漏使泵容积效率降低、液压缸爬行、
; j+ ?% q' A$ h& K4 Z$ ]液压马达转速损失等，对液压系统有较大危害。
, W+ y7 ~' d  w/ j& i泄 漏是 液 压系统失效和故障的信号，必须及时采
' x. d6 i* q8 o3 Q) v% t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
) J% J* {5 e" ^9 w不良等。合理的密封结构、优良的密封材料、必要的
8 c! D3 X+ g" b9 Q1 `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
外泄漏。
1 `6 ]8 W; h* x+ [0 J- ]- k3. 流 体 化学性能的变化。流体化学性能与其基
( n8 m8 i! L$ j0 I" y" P; H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
- t  i+ a* `% p等添加剂，保持化学稳定性是保证液压系统工作可靠
3 b: |/ W- M7 K和元件寿命的重要条件。
7 N% M% |" K$ h- c: s( W: D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
. ~. U" T4 x5 d化，这主要是由于流体的氧化以及添加剂的消耗而引
$ u- E) p( `; o) J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。
0 H3 o# R5 V* s0 K4 N  m流体 的劣 化速度与工作温度、压力、污染物种类
和含量等因素有关。当水和起催化剂作用的金属颗料
- Z6 s/ M: H+ D* \0 `同时存在时，油液的氧化速度急剧增加，铁和铜分别
8 C2 ?+ x3 ^3 Y' C" h0 x6 ?9 a. k( ]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
- C" J) C# W# d- t- F1 O学稳定性。
$ I1 y. _) M0 a+ Y; u' [4. 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、
. \* Z7 X1 l# c" n, E# i: H# o. o体积弹性模量、饱和蒸汽压、吸气性和含水量等。这
8 o- I4 f4 `/ }  c! a8 _些物理量随系统状态(如压力、温度)、流体的化学
3 M6 p" x+ N6 x  T' \& j: |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
# W' s& y$ m3 W$ ~% z; ?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
, W9 |! w- S' I7 @9 U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。
% _8 ]3 b2 X2 n, }" W/ S" V  y- O5， 液 体 气蚀。液压系统出现气蚀后会引起振动
- ]  R* [4 d# v: t5 w和噪声，加速油液劣化，使液压系统性能变坏。
3 }" w+ `4 ?) p6. 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
4 Q) V" ]2 R- @# b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
1 q1 c; F0 ^& p5 K8 d2 c件的性能也有较大影响，低温下橡胶弹性体柔性变
0 V6 U/ \0 ]) x9 M: o差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易