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
) L8 H& ], ]/ t: F! l- Z【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
1 N  p+ U8 k; q, S$ [9 z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
, W# }* W( h% Q2 ?; N防维护在液压系统维护保养中的具体应用。
  z) T; K1 i3 ?$ h6 P" f【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
# Y, f. l  F* _6 U, V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。
: D: l" y0 ~! b  e9 G* Q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 p  |. r2 u; H$ I/ H+ \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
) _& g1 K" Z. v9 a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. 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
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
% [" ?& @. Q5 \3 [5 z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
) B& ?  t5 |- S( P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。
: N  Y% j' W6 m, h& }* Y2 @6 Y二 、液 压 系统失效根源
( |. W: E, x: X' W" X. l! o液 压 系统 主动保养预防维护实施的首要环节是弄
: }! z: _# b9 E- n2 u; z* `清其失效根源。
9 r! O9 a7 o4 q" I/ U8 }4 H/ n液 压 系 统失效根源主要有以下几个方面: (1)
3 b8 V5 k& E+ T+ v' 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)
- R5 {' g1 W& |. u4 ~: x- ~流体系统过热。
& |, }) C% P9 I' y2 I为 了 防止 液压系统失效，必须通过对以上根源性
( v- Z1 H2 G5 [* ~参数进行监测和纠正，使其保持在允许范围内。
失效发展
  k# M# r# C+ P* s7 F) w  Z6 ?% D过程
; A4 p! p" m4 r, F报废
" r9 H% ~! V' K" J根源性参数异
图2 机器失效发展过程
0 v" j% {+ b; x/ J. _0 M/ H, K7 t故障维护范围
检 测 维 修范围
动保养预防维护范
此范围目的是延长
5 Y. U2 p& D6 E. }' ~机 器 寿 命
2 s% f7 J% x  [) X图1
' f9 a/ J3 Y) g8 z时 间
, ]+ g! H8 U0 X机器失效曲线
. I0 q3 o- E7 S+ @* k2 I% r达到防止故障发生和延
长元件寿命的目的。
- m4 V6 o; q, Y" K3 F$ s2 O$ Y! O主 动 保 养预防性维
护与检测维修的区别可
7 r; p7 G- X: o% R& |! ]; ~以从图1所示的失效曲
线看出。主动保养预防
$ S* U5 j/ c6 g: C0 t) k" }性维护的目的是保持失
效发生前的曲线水平
4 y* x, c1 X* C( ]0 J: E6 w7 M段，并尽可能向右延
4 e  A. o* o- h  [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
8 y/ ~) T; ]. g- E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。
5 F( z! D, Y- x( @* z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
0 B; L* R3 L& G7 V2 ]2 B, f3 _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
0 A& Q" i2 S1 L流体污染的程度稳定。
% l5 p- ]* }: _5 U6 u2. 泄 漏 。泄漏是液压系统普遍存在的问题。外泄
7 x$ ?% T8 q! x2 z0 k1 d' |. K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
: a- ~2 a/ l; s$ o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
. m' J+ E1 {2 T. _备
管
1 I( K1 I0 F( c1 T7 R理
2001.3
万方数据
等。过量的内泄漏使泵容积效率降低、液压缸爬行、
1 Y: ^$ ]1 H7 N% U/ S) q- J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
- D2 R. i2 @- |  f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
( ?5 k" ^+ }- s8 e密封力是保证流体泄漏稳定性的重要因素。控制液压
  H) Q3 S4 d9 \系统温升、油液污染以及过大的振动，就可以减少内
0 _6 B! o0 h- H6 }外泄漏。
# p& c/ n, o! r6 N$ V3. 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
6 u2 }6 K2 F. l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
$ C8 e/ p3 m  U' C8 x& i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
: o/ y, O$ R* A" Z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
' R0 W  D/ r4 T0 |' k+ D* u+ M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
$ M& x% M* ]3 [9 b, \+ x# I同时存在时，油液的氧化速度急剧增加，铁和铜分别
- U5 P+ K( F/ h9 R9 q0 m使油液氧化速度加快约10倍和30倍。因此，有效控
) W  D2 G/ P: W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。
3 a" r& c- X- d* G2 W4. 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、
+ F1 i& K. p0 i- a# Y* R5 v体积弹性模量、饱和蒸汽压、吸气性和含水量等。这
9 O6 \  g5 S. ?* \5 J, m0 C3 f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
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
; w4 d8 o0 C6 ~/ H9 r化是不可恢复的。流体物理性能的变化超过允许范围
" ]% o" n% p( r, ?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。
5， 液 体 气蚀。液压系统出现气蚀后会引起振动
5 \- r$ J8 I3 Z和噪声，加速油液劣化，使液压系统性能变坏。
8 E' m" H" O0 q4 g6. 流 体 系统过热。液压系统的工作温度应有一
: N% L* d/ t& \4 Z定范围，温度过高流体粘度变低、润滑性能变坏、泄
4 u& i; Q" |! w; j" o漏增大，并使流体氧化分解。温度过低流体粘度增
( H! m3 T* e; B- U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
( C1 e9 }8 q8 M0 I; a- G& R差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易