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
【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。
( ?; @$ K" I5 E+ T/ I9 J【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
运行的一系列措施。这里提出的主动保养预防维护是
; z3 ^3 m% ~$ P维修技术工程近年来兴起的新策略，是当代企业一项
& Z4 j9 I2 @3 C- s3 h7 B最大的效益源。
( g& z1 D9 ]' u' L+ c9 i一 、主 动 保养预防维护新策略
: j% Z1 R) C" n, U  {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
势分析，按工作小时(或年)、行程(公里数)或循
; \3 ?1 s1 w* ^: g环次数而进行定期修理与维护。但定期检修存在维修
, E9 H* t2 |4 }: j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
9 d! i* |& ~, {材料磨损和性能下降的早期失效征兆，如油液中的磨
3 r# M% u1 o3 L0 E/ J) U粒含量和特性，系统的振动、噪声、温升等。根据失
效征兆可以诊断失效程度和故障部位，预先发出警
4 Z" C. Q( W* F( E4 }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
& \" f' X5 \6 @1 q; @' r机器开始发生失效(材料磨损和性能下降)之前采取的
6 O) c# e5 I. j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
维护措施保持失效根源性基本参数在允许范围内，以
& Q& S8 n; n. `6 p: ^伸，以延长机器的寿命。
- b, X8 S2 w" y! ~/ t7 z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)
5 q/ f5 E! D& t% J7 l+ h9 M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)
6 C. f$ b  Q# a( R3 c流体系统过热。
% ~. P' Q$ j, P8 b- H6 p2 W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
过程
; K6 l' `: L7 B报废
根源性参数异
图2 机器失效发展过程
* Z* l& n. @5 Q$ U) t故障维护范围
检 测 维 修范围
$ x/ A* j. V' H' y) E9 z5 O: u动保养预防维护范
! i1 l& d% x0 T此范围目的是延长
+ d4 e- n5 g5 R5 f/ }机 器 寿 命
' e  R( L: w  g& _图1
时 间
机器失效曲线
7 @( x" A* t5 }/ V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
护与检测维修的区别可
以从图1所示的失效曲
  [. q4 N& W4 j; i% k线看出。主动保养预防
- B1 o% u9 x8 v( [0 ^4 t3 w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
/ t) y. Z  C- \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
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
: r( o; O% J* R" k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
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。
( U* X3 [$ R+ V$ |2 P' q, U2. 泄 漏 。泄漏是液压系统普遍存在的问题。外泄
+ ]' `; _7 @9 d  N0 b漏发生在液压元件外部结合面、管接头以及直线和旋
6 m" J' p, r5 g$ g转运动界面。内泄漏发生在液压元件内部运动副间隙
. Y! f6 N- X  |: d! o5 i( C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
1 c8 E5 i: _7 ]7 }6 L备
& X- C  y3 C$ e) M& ]- }管
理
2001.3
万方数据
$ e6 }, [3 q9 M0 w' B& |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。
! ]# P1 i, M7 p5 l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
1 z1 h( G2 e1 F! g! ]9 d* D& t: [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
. l1 o4 O3 |" h( g4 b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
4 F9 m. a8 h1 m* D8 d能，以满足液压系统的工作要求，在工作液体中加有
7 P: Y" U: I# ^1 {. f; V; x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
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
作和存贮过程中其化学成分和性能也将逐渐发生变
  J4 K% R5 V& \' [4 x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
4 Y$ s: V& e: G' r3 H' V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
. B0 h' _, T: @) f和含量等因素有关。当水和起催化剂作用的金属颗料
* H3 `* d1 L1 r( c4 A7 j5 d同时存在时，油液的氧化速度急剧增加，铁和铜分别
; A8 a5 o: h- _; r: G使油液氧化速度加快约10倍和30倍。因此，有效控
" M+ @7 G6 [, @制油液污染，选用添加剂稳定的油液，有助于保持化
+ ]; b9 p" ]2 e学稳定性。
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、
, ?# {* o$ ^" {& Q) C: ?/ U$ f6 U体积弹性模量、饱和蒸汽压、吸气性和含水量等。这
- l  o. t: k# F# Y/ e0 L* c* V些物理量随系统状态(如压力、温度)、流体的化学
( b9 b3 e' C) G8 C$ b0 G, O' U) Z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。
5 h& ?  P) S* m3 E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
; @( e1 i# B, r4 o+ d# u1 U% O0 B6 b将对系统和元件造成危害。所以，液压系统的维护人
: B) s& _0 w6 ?8 ]! J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
; K# @0 I7 z( I$ ?: @0 f; `9 X$ ]定范围，温度过高流体粘度变低、润滑性能变坏、泄
" I5 X$ F1 x" Z9 c; E/ Q' Z& ?& k: ]漏增大，并使流体氧化分解。温度过低流体粘度增
% \* t4 b- a4 m6 ~大，流动性变差。温度超出允许范围对密封材料和元
! l/ T8 i8 F$ c% _* S/ ^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