液压系统的保养

xzd007

液压系统的主动保养预防维护新策略
% V  T. s( H1 y9 b* x! [! F.何国刚
3 o+ o5 B! S! O+ H! e5 X【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
/ D5 u; e+ M2 ~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
. j& P: E7 \& l- O/ T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
- r! i; w4 s$ t8 ~维护 是 防 止机器发生故障和过早失效、保证可靠
1 D" m$ ?  E2 {/ t+ \) Z8 C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
; k2 ^% b  r: H最大的效益源。
一 、主 动 保养预防维护新策略
" n0 a; t, S- m2 i% Y0 A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
  U# P" [- F! I0 ?5 k3 o7 n6 S势分析，按工作小时(或年)、行程(公里数)或循
$ n9 c- M( v- V8 w8 F环次数而进行定期修理与维护。但定期检修存在维修
* f# B' V; T' G6 \5 s过剩或维修不足的问题，据统计，定期检修有三分之
4 c( B% y8 P" r7 M' T& ^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，
) K# d2 m* S; n; `7 l4 L- a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
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
% U* |. z! ^8 ?4 d机器开始发生失效(材料磨损和性能下降)之前采取的
" Y9 n# g3 Z' n& ~1 h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
/ m) [, I! Q. S# J# b7 ~% [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。
. t' }: q3 i/ e9 H8 B/ A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
7 @, V7 x, C2 S8 W2 \$ A  Z清其失效根源。
& _; D' J  a+ x- O' ^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
0 G9 v) x7 d2 ~2 ?化; (4)流体物理性能变化; (5)流体气蚀; (6)
( z. D7 ?, K. n# c1 P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。
+ G; s$ u! F6 K" Q0 L; P% u失效发展
过程
& s5 Q# c5 n* F报废
根源性参数异
) V- B& _7 j2 X/ y* K2 e- \% z图2 机器失效发展过程
+ v+ S, [! q, y/ n故障维护范围
' @/ \  A* W  g# d9 G检 测 维 修范围
动保养预防维护范
: ~& s5 I% g) G, L# @. k8 [4 }6 V此范围目的是延长
5 n: p( M: i" k机 器 寿 命
2 `7 b* ]' U& N7 h; H. y0 K, k图1
时 间
机器失效曲线
$ G0 s2 _' K! [6 e9 u达到防止故障发生和延
2 e! r; m" X& _" _/ j6 q5 f* Y长元件寿命的目的。
4 j. B- e5 N! }主 动 保 养预防性维
护与检测维修的区别可
, b  }4 z" t0 d2 @. S8 s以从图1所示的失效曲
线看出。主动保养预防
* }2 A& ?9 z) X, u  [6 U6 g; y! I/ H性维护的目的是保持失
3 I; b; w# d3 {' K效发生前的曲线水平
段，并尽可能向右延
1. 流 体 污染。流体污染是液压系统最主要的失效
; R% b; ?  ?. J% T) t# Z/ S7 j/ R根源。据统计，液压系统故障大约有75%是由于流体
" E$ a: ]% U3 K! z) _- G污染引起的，失效形式主要有污染磨损、污染卡紧和
7 j' ^, i' V/ m  [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
* i. e( X& c5 T8 T7 D3 |! u止流体污染引起的失效和故障，必须使系统内流体的
# I# X3 |  ?5 J6 B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。
. F+ K& K/ l; j* s0 A2. 泄 漏 。泄漏是液压系统普遍存在的问题。外泄
& `$ ^6 O" C8 @漏发生在液压元件外部结合面、管接头以及直线和旋
) w* w5 h1 d2 J0 Y, F. N% _! V8 _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
: U) O9 R8 K* W4 d" u赵彩掣水中
国
8 W' r" h9 f) Z设
4 A( ~! H9 a& |+ i' t9 O8 f备
0 ?, @! c6 x, _* U! S* L) [  f管
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、
液压马达转速损失等，对液压系统有较大危害。
1 c/ T/ v6 H( h/ d$ Z2 n泄 漏是 液 压系统失效和故障的信号，必须及时采
3 a$ k- R9 G6 i- v5 \7 ~  O; i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
/ J" n# N5 @1 h5 E. x密封力是保证流体泄漏稳定性的重要因素。控制液压
; h: _* t4 F0 C! _& P1 q" i系统温升、油液污染以及过大的振动，就可以减少内
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
9 f0 {# d; [# c: D" O3 m能，以满足液压系统的工作要求，在工作液体中加有
  [3 _/ u4 `* I9 p+ Y: g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
0 s) w4 R# z+ r, {; X作和存贮过程中其化学成分和性能也将逐渐发生变
' I0 I: @+ P/ C- {( W; a' ~  U化，这主要是由于流体的氧化以及添加剂的消耗而引
. f7 t: L, e2 N1 e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
1 a& C# o/ _0 z2 I' Y$ {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
7 J; f3 ^1 h7 z9 t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
3 ]" J& B; j" y! T- z+ }9 ]2 B# V, F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。
! [: X+ Y5 b2 R. L; G( i( {& Y4. 流 体 物理性能的变化。流体与液压系统工作
& w* I; F% O% t) k# R+ b有关的物理性能主要有粘度、粘度指数、剪切强度、
3 X1 D: ~1 A3 a, V5 I; i* G体积弹性模量、饱和蒸汽压、吸气性和含水量等。这
& e$ k: Q/ U9 K1 \7 r0 g  c些物理量随系统状态(如压力、温度)、流体的化学
5 S% Y6 j/ _0 \成分、机械搅拌和剪切，以及污染物种类和浓度而变
# S/ C/ P& X' A* H5 Z6 R  S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。
; z" l9 l+ m. [" u* [然而，当流体发生了化学分解时，引起的物理性能变
$ s  y% z0 u, y. {, p7 k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
0 z1 f- b2 {' `' n员必须注意流体物理性能的变化，保持其稳定性。
3 ]$ d) W5 ]$ I2 F: G) g! d/ o5， 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。
% C0 P* Q1 E( H# B+ F# M6. 流 体 系统过热。液压系统的工作温度应有一
7 _3 C3 b; L/ z# r! N* ?, {1 G5 \定范围，温度过高流体粘度变低、润滑性能变坏、泄
* [! b' z/ ]: |  P0 g! L漏增大，并使流体氧化分解。温度过低流体粘度增
8 V  t! n8 o! S4 e- Q2 o大，流动性变差。温度超出允许范围对密封材料和元
' d2 w$ a; s: ~+ x# Y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