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
% a5 `/ T& k# Y5 s# L1 ~& 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
0 v. b+ y6 k, v6 l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
2 I! \7 o% W: n+ l- ]防维护在液压系统维护保养中的具体应用。
% C( U+ w+ i% a3 P【关键词]定期检修检测维修主动保养预防维护液压系统
, }- o, I; v( x; E/ g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
维修技术工程近年来兴起的新策略，是当代企业一项
4 S  ~, x4 p' F: x) A最大的效益源。
一 、主 动 保养预防维护新策略
" s/ w) Y4 d! ]; y- q当前 维 护的方法主要有以下几种。
  N1 C9 d+ M/ n( X1. 定 期 检修。根据机器故障档案资料和失效趋
% z7 C9 N* s- M" N: ^" V% Z  M势分析，按工作小时(或年)、行程(公里数)或循
* N( y9 ~: G$ a, O' `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 I4 g% d/ }+ }8 q2. 检 测 维修。通过仪器监测和专家分析与决策，
) H$ ^/ b$ {1 Y, O) b% D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
$ C, ^6 S7 D$ y粒含量和特性，系统的振动、噪声、温升等。根据失
! j" b: e" n* l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
5 {6 i9 k! E' Z& ~( ~机器开始发生失效(材料磨损和性能下降)之前采取的
* f4 C- {; j9 F1 [" B# g维护活动。它通过监测导致系统失效的根源性参数，
+ y- j7 P4 j; W" t% w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
6 v! o- W, F: }6 g0 g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
+ E$ X, B/ E$ I$ m1 N' Y. k* _6 b清其失效根源。
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。
6 L3 G5 a1 u# w' y7 q7 p/ f; ~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
/ i3 n3 B$ m: C- k; ~8 ?& r过程
报废
, Q/ ?( T2 r# b3 I2 |' E1 Z根源性参数异
图2 机器失效发展过程
故障维护范围
检 测 维 修范围
4 A/ a; b  n+ e5 ~0 K动保养预防维护范
此范围目的是延长
, k& r' B# z. Y/ G4 T9 ~% Z  U2 p机 器 寿 命
图1
时 间
; G" O2 [. N' Q机器失效曲线
. \9 j( L; k; D6 p- {+ |- Y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
; `6 _5 f# j! D( L4 |; S  }2 @护与检测维修的区别可
: m. s* }+ f% C7 x) Q: J1 H以从图1所示的失效曲
0 a! W% p1 T6 y线看出。主动保养预防
9 D5 q, f: T: I0 i/ O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
0 B6 }, ~1 e# `9 _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
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。
9 \/ V% {# a. p4 }4 G! B2. 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
4 B9 y: l# F  I9 P9 t' p5 S* B. h( r" y转运动界面。内泄漏发生在液压元件内部运动副间隙
; L5 W; O8 C% R5 i4 F- `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
0 N( F' Z6 o) k( B5 }+ H- f国
设
备
, M. V: T) [  k- O3 ?# P$ [管
理
4 S+ Y) Y* o7 F, j" \4 x2001.3
万方数据
, s7 I3 Y7 e2 L' |4 v: }; \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。
/ n2 w1 e  a9 \) H泄 漏是 液 压系统失效和故障的信号，必须及时采
& K8 S# E8 j# q: m( c" \9 c) n取对策。影响液压系统泄漏的主要原因是密封的磨损
2 B0 @1 ^3 A9 ?  E或损坏、管件受振而引起松动，以及软管加工或安装
6 w; h  f4 \2 c9 M+ `, p9 A8 `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
外泄漏。
7 G7 D( f; C7 V. B- k% @% g3. 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
8 I1 h1 v6 R. u/ y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
! o3 M7 p5 t$ {等添加剂，保持化学稳定性是保证液压系统工作可靠
9 m" U8 q) t, b* B  F- N" k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
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
8 Z  B0 S; l+ R' z等，进一步增加了流体的污染。
, {4 m# e6 W/ ~) I) l4 t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
$ a3 z0 q4 s( b8 X0 v$ u- 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。
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、
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
7 f/ n" M" C" z4 ~; ~* G& H化。一般当影响和干扰因素消失后，流体物理性能可
% Q2 r; B; ]5 D6 N8 s$ V" t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
0 }7 d% k- _7 N1 l, U8 ]2 @. R0 Y化是不可恢复的。流体物理性能的变化超过允许范围
8 ]. r& m. U6 }. T, M将对系统和元件造成危害。所以，液压系统的维护人
5 k7 f& S$ D' U$ I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。
: _1 c0 U1 N  |- ?8 f5 h8 G4 b6. 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
$ X+ n8 O5 }, o# s" F. p4 f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
& {* P2 _& D% L& h5 G. |! S差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易