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
0 A7 @4 J3 }" o$ ?5 J【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
. o2 |( a: i, h2 u2 P8 o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
- ]8 J4 K4 t" c0 s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
/ a5 b5 a, U  ^% g- e3 Y! H* J5 V5 c. Z3 o运行的一系列措施。这里提出的主动保养预防维护是
. z; Y- N3 o! W' l. X维修技术工程近年来兴起的新策略，是当代企业一项
. u! P! u/ m$ D9 L+ \3 F最大的效益源。
一 、主 动 保养预防维护新策略
4 g' B# Z6 `! f, _, B# w0 d当前 维 护的方法主要有以下几种。
- Y% b6 t# b8 I6 x1. 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
, i' N6 s: w1 S6 O" t, L+ r( Z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 |: h+ Q# _2 ~7 m2. 检 测 维修。通过仪器监测和专家分析与决策，
& e0 ?3 R$ b# Y8 j3 C: c在机器发生故障之前进行维修。所监测的内容是反映
1 p  L; F5 M2 z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
& h7 l. [8 g8 L6 @8 E) \效征兆可以诊断失效程度和故障部位，预先发出警
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
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
8 b6 i5 V: p$ E5 y0 ?液污染度、物体的物理和化学性能以及温度等。通过
8 N, \, g3 ]( t4 L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
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。
5 ^; c9 e) p- ], v$ D/ j+ t+ M" y液 压 系 统失效根源主要有以下几个方面: (1)
. z. A8 e# w. o2 y$ o; {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。
为 了 防止 液压系统失效，必须通过对以上根源性
' s4 Y; }6 t) D4 ?* a! L6 T9 t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
报废
' W' h- T; p$ ^1 ^) r$ g根源性参数异
图2 机器失效发展过程
" h6 A! ]' _+ O- i  ?+ y0 H故障维护范围
检 测 维 修范围
动保养预防维护范
; N  t7 j& X( w. P此范围目的是延长
" U% h% B) T1 V' L# E机 器 寿 命
7 |- f% g* G& E9 A5 `" c) F. _图1
: H' ~% W" I1 N- B$ u3 R* Z# s# m时 间
机器失效曲线
达到防止故障发生和延
长元件寿命的目的。
主 动 保 养预防性维
2 P2 k1 g* K0 W5 K; B( q, D9 j5 `* B护与检测维修的区别可
以从图1所示的失效曲
: t  R) ^* r& s3 i8 f  I线看出。主动保养预防
+ a( E4 `* A' Q: S$ W性维护的目的是保持失
效发生前的曲线水平
! m) h" I2 S0 ]/ X* q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
' K8 D8 I4 x+ }8 S1 a0 c* k/ q+ ^根源。据统计，液压系统故障大约有75%是由于流体
! T8 g/ J" C5 f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。
7 x: f6 u5 Y5 ]7 y( X影 响液 压 元件材料磨损和性能下降的主要因素是
% u2 T( j; h+ W+ h7 ^流体污染度、元件污染敏感度以及工作条件。为了防
  S1 t  Z* X5 {' x! V/ ^止流体污染引起的失效和故障，必须使系统内流体的
1 b( N* e5 z. b9 d) H. B, V! G污染度控制在关键元件污染耐受度范围内，也就是使
6 g" C* E' }  T流体污染的程度稳定。
! E5 K. T, M, |2 t5 i$ X5 t6 D2. 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
+ C5 M( y" {, B8 P" z# f: k6 h国
设
备
管
4 l2 i. z0 n/ Y  i8 f% n6 H& r理
2001.3
6 d' O; ^3 A$ C+ f0 N8 [万方数据
3 v) ]! @) X2 r" V等。过量的内泄漏使泵容积效率降低、液压缸爬行、
9 s9 \  N; y1 T- v% S) S/ {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
或损坏、管件受振而引起松动，以及软管加工或安装
' C9 N9 F+ n; r3 k- Y7 w: l- d不良等。合理的密封结构、优良的密封材料、必要的
0 D6 s5 a- [* k+ {: ^4 _/ ]: v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
  k5 e0 G' y$ M2 i+ l. R# i. j外泄漏。
: R1 @( ?7 e( d* R3. 流 体 化学性能的变化。流体化学性能与其基
: r; j( M1 x( F# `- D2 n础成分及添加的化学成分有关。为了改进流体的性
+ `0 H0 P5 R& w5 V能，以满足液压系统的工作要求，在工作液体中加有
9 M/ G& d8 K# ?+ `# V各种化学添加剂，如抗氧化、防锈、增粘、抗磨低凝
+ G  p. V2 k/ R* w& V5 S等添加剂，保持化学稳定性是保证液压系统工作可靠
, v. s; t. [/ P& ^和元件寿命的重要条件。
; e" P+ q# M/ R$ L) O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
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
/ `9 G9 o' h" U6 C! Q5 p溶和不可溶的化合物，如树脂、酸性物质及沉淀物
6 ^2 z( S% I2 A$ b  D4 J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
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
" U+ R" B/ k* f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。
( n: ^8 d+ E" v+ q' L4. 流 体 物理性能的变化。流体与液压系统工作
3 {4 S7 N; J9 S& Q5 W9 O" d) n有关的物理性能主要有粘度、粘度指数、剪切强度、
- s, X* ~, S( ^% q% X/ }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
2 Q& n* {% n& x) c" m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。
9 v7 L4 b3 ~: u; E( X然而，当流体发生了化学分解时，引起的物理性能变
: e- b/ Z. p1 E7 E( H, C7 `$ ^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
  h; [* j$ q) S7 [  @5 P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。
2 x) O7 G, [0 T% f7 y! ]. g6. 流 体 系统过热。液压系统的工作温度应有一
4 S+ ~& D( m2 N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
大，流动性变差。温度超出允许范围对密封材料和元
4 f) f4 ]1 I: N3 i$ Z件的性能也有较大影响，低温下橡胶弹性体柔性变
+ e- H, E% c# ^4 d* c/ P" n差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易