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
% ~6 h, C1 C2 m: t, v" W& t【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
* w, H0 g+ t! V* u% G2 Q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
4 j* ~' ]9 A& ~/ E5 a, ]维护 是 防 止机器发生故障和过早失效、保证可靠
$ f' w' G2 ]% U- y- E; {2 n9 M" o% V运行的一系列措施。这里提出的主动保养预防维护是
( x9 b5 \2 |5 H- O5 \8 W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。
一 、主 动 保养预防维护新策略
# ~+ b( n& f# P* x/ o. r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 ^8 M! G6 J1 ]2 s! h; I势分析，按工作小时(或年)、行程(公里数)或循
( G: u& f! x, }  O: n环次数而进行定期修理与维护。但定期检修存在维修
$ c5 K" h: q. K" k6 [过剩或维修不足的问题，据统计，定期检修有三分之
, T% U& {- }$ t. d! H. K/ I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，
2 n3 K- z( h8 R# B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
3 ?' V2 ~9 N( ^效征兆可以诊断失效程度和故障部位，预先发出警
8 `& J7 Z# ~2 c7 [$ o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
. O; {2 H, w$ G* E! K0 S+ ~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
# X& ^: U0 K% [8 z/ ?# W4 R- T液污染度、物体的物理和化学性能以及温度等。通过
3 l, @- k0 P% [( G* I* j维护措施保持失效根源性基本参数在允许范围内，以
7 F! Q% e5 i) z6 N" {伸，以延长机器的寿命。
二 、液 压 系统失效根源
$ U6 A2 L) }. {/ Q  I, R. E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)
流体污染; (2)流体泄漏; (3)流体化学性能变
8 u7 R( u/ c8 U化; (4)流体物理性能变化; (5)流体气蚀; (6)
! c4 p0 F: }2 P6 R: o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。
3 M( w2 v: K, n0 ^失效发展
7 H; V" T# k( n0 M5 B/ p过程
) w. d% n. g7 ^1 f/ b报废
根源性参数异
图2 机器失效发展过程
故障维护范围
/ ~" S$ Y+ x  ^% v检 测 维 修范围
动保养预防维护范
! }0 s8 J* C" F) g  R. M6 O; q此范围目的是延长
机 器 寿 命
图1
+ I: f0 A! W- i, @时 间
机器失效曲线
达到防止故障发生和延
) _( o" k5 g1 l" N! `9 J长元件寿命的目的。
+ R; r1 g9 c5 N: m) j2 O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
线看出。主动保养预防
' h, S% s! O9 C: S" A: d  `  d$ ?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
2 @! C8 c- v/ x" Y9 Q) C1. 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
( h8 M8 ~6 M9 y4 K$ q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
( q3 _2 q6 A5 ]  N* z' A2 Q3 {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。
+ y- W8 U0 A1 A- R5 ?9 O  U2. 泄 漏 。泄漏是液压系统普遍存在的问题。外泄
1 V+ w& T9 U9 K3 Y7 v: f) x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
国
% |- w% k$ r$ m7 r设
备
5 {! s' Z* Z7 [+ {/ h管
理
; |4 Z1 @' _. `2001.3
7 m0 @2 X5 I4 e1 t2 l$ L( 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、
( t7 B" ?+ m* V液压马达转速损失等，对液压系统有较大危害。
/ {- e( d+ a- ]* l6 y3 U泄 漏是 液 压系统失效和故障的信号，必须及时采
- j. Y' `+ R9 G! Z取对策。影响液压系统泄漏的主要原因是密封的磨损
8 s( E8 Z( ~. R+ W6 A3 x* O5 d% r! q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
8 j" R3 G+ m) ?8 i1 V; I密封力是保证流体泄漏稳定性的重要因素。控制液压
( m: X" e) {5 J" d系统温升、油液污染以及过大的振动，就可以减少内
* G* l7 a! M; d8 o. G& X+ @  m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
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
等添加剂，保持化学稳定性是保证液压系统工作可靠
- p% M2 n7 |7 Q1 k( t/ O8 \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
; b& G! {7 F' W( |2 }, m, A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
- L' r8 _% p8 \( s* u# r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
* Y, o. n+ Q. A+ o. U, G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
" @' f' \8 s1 v, ~* m, j( f9 }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
+ }; T* f1 H& k& u! _6 [, _" G制油液污染，选用添加剂稳定的油液，有助于保持化
9 V: z. l) @( _学稳定性。
: C# P3 ~. y- s9 C0 Q6 d  x4. 流 体 物理性能的变化。流体与液压系统工作
9 M  _4 v5 d3 U) G& C0 o0 b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
3 I. W) O* b8 D' Z% [- J- j化。一般当影响和干扰因素消失后，流体物理性能可
5 T# |3 y, u- S1 A" }2 e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
* o& j& Y" _# X* k$ G化是不可恢复的。流体物理性能的变化超过允许范围
/ f/ G4 @) b% o& ^$ U4 k' Q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。
  J; X) D( i! ~$ A1 [5， 液 体 气蚀。液压系统出现气蚀后会引起振动
8 K: v. Y8 C( ]4 Y7 r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
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
件的性能也有较大影响，低温下橡胶弹性体柔性变
$ {1 @0 C( }: L& q: q差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易