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
# t* Y: r% d' n4 h) f( y5 |' O【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
. H0 w/ L1 `, z/ w" M: v防维护在液压系统维护保养中的具体应用。
3 F; i6 h' M" l8 J  j) i5 A) M/ u+ D【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
  u: H. q4 M4 e7 a. s" I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。
. R* k1 X( i' q6 w一 、主 动 保养预防维护新策略
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
2 D4 l* X! w; y" 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
一的费用被浪费了。
  d$ t$ y4 y2 J* x7 ~1 h2. 检 测 维修。通过仪器监测和专家分析与决策，
" c4 E4 {2 j2 w; I! t5 v3 S7 M在机器发生故障之前进行维修。所监测的内容是反映
5 n! j% J' G% j' f  m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
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。
! Y0 u( s: e$ j- w8 ^$ k: R$ B1 l3. 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
8 q/ r/ r; O( ~  u* G+ P* ^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
: C% d! b) u! j/ G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
伸，以延长机器的寿命。
6 @; x  l; y# Q) ]7 s4 V, u6 [$ s) F二 、液 压 系统失效根源
: j1 ~- j/ j5 z  x, j液 压 系统 主动保养预防维护实施的首要环节是弄
& |/ ]7 i3 C8 y1 ]9 ~. \清其失效根源。
* g" a/ e$ R- g: j. p4 B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
& r* K5 |' t' l. P% q# p7 p9 o, q化; (4)流体物理性能变化; (5)流体气蚀; (6)
& R0 r- I' ^. e4 @/ x9 s0 X  p: U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
9 {* I/ I, B- T* F, K* H参数进行监测和纠正，使其保持在允许范围内。
失效发展
- k& N8 j& z# B7 C9 ~8 p) p过程
: {* N, l( n6 t0 T报废
. o3 f5 {5 o$ o* _' e5 S: ^( _根源性参数异
图2 机器失效发展过程
故障维护范围
% N9 A5 _  ?1 \6 S& G检 测 维 修范围
& h* S  }6 p% ?5 K3 \动保养预防维护范
此范围目的是延长
, f' D4 ~) }: C; ]% x机 器 寿 命
( l, b; X4 E6 \# @3 x' ^# M图1
时 间
" |( z8 `+ v* ^机器失效曲线
2 \) S* j' {4 \. d) B4 a4 U% S2 ~达到防止故障发生和延
: V# K6 L* ~) _  ^; x! N- z长元件寿命的目的。
% n1 H  j! [7 A# E4 ^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
! q$ n/ ?4 l+ x, N2 F3 e4 r线看出。主动保养预防
性维护的目的是保持失
效发生前的曲线水平
6 S9 z/ ~. I, H2 G# k' }' V/ u, }段，并尽可能向右延
6 S/ b+ f  c2 U& J5 B( T1 }3 u2 W0 i1. 流 体 污染。流体污染是液压系统最主要的失效
8 K" x2 k1 T" o& p+ a& @5 \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
6 y0 h3 N  m. u% v; m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
" h7 F- s- H& c' ]流体污染的程度稳定。
  T: W& m6 N4 z- z2. 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
; `( n! p/ T6 O4 c3 c转运动界面。内泄漏发生在液压元件内部运动副间隙
! r& C1 }/ a% B( _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
  z: o8 ^7 T8 ]/ `. Y& @$ ^; L9 u$ z& ?备
" |! J+ e! R6 c$ ]: [3 h8 {管
理
+ o5 {' a+ v0 i9 _  Q4 N2001.3
$ J6 s) ~8 B' }1 r3 f! ~5 M万方数据
等。过量的内泄漏使泵容积效率降低、液压缸爬行、
5 P- O9 C0 C/ v4 @  n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
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
- m% t) m* I( ^9 R. t2 V$ m系统温升、油液污染以及过大的振动，就可以减少内
, y+ F7 {) J$ F3 k% h- m外泄漏。
3. 流 体 化学性能的变化。流体化学性能与其基
& I: }+ u! v& u. i' f6 w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
. a% K; Q  A; P- P: h5 M各种化学添加剂，如抗氧化、防锈、增粘、抗磨低凝
8 Y7 j7 d8 Z6 \+ g1 |3 h- `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
0 C( _5 g& g' n2 [3 D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
$ [) x1 x: G  q5 w+ Z4 l( _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。
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
" r  u% `/ r0 S* |同时存在时，油液的氧化速度急剧增加，铁和铜分别
, @1 m: t5 h5 B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
学稳定性。
( u% z9 P) S6 l  d$ V' `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、
/ p" a' Y( ~! X8 P$ X& }& b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
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
$ ?+ ~4 |! Z$ F' g6 W1 m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
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
% F/ X+ y- U1 \" K( D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
1 q5 M+ d8 q0 _和噪声，加速油液劣化，使液压系统性能变坏。
! w4 Z' q  }4 |! X+ H' r% I- r6. 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
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
( F5 e9 H+ v/ U& O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