液压系统的保养

xzd007

液压系统的主动保养预防维护新策略
1 I. F/ y2 n2 ^: J6 n( M.何国刚
& P4 v+ h" U& X* W4 x+ W【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
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
+ v$ s8 F; M- U维护 是 防 止机器发生故障和过早失效、保证可靠
" H7 f8 M/ k7 S+ M  v1 K% B. K5 a! u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
最大的效益源。
* N+ H0 a8 p7 b: E) u6 k一 、主 动 保养预防维护新策略
1 ~" G! q! R4 E6 b1 N/ v0 W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
. f% i6 w4 x2 n# t/ A/ v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
; U; T% W) O+ e+ K; {+ Z3 _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。
5 Z2 s/ }/ }, D2 n. D/ j7 @7 U2. 检 测 维修。通过仪器监测和专家分析与决策，
9 X1 y) K5 d* O( j: `  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
* [4 v" z6 U. E- H  c1 z5 f; I粒含量和特性，系统的振动、噪声、温升等。根据失
$ \2 J& J, A1 F- Y9 N8 r$ C效征兆可以诊断失效程度和故障部位，预先发出警
: a( j' S4 |6 ^8 `: t; ^告，以采取维修措施，避免发生严重的停机故障。
( b0 Z$ `! X  W  `; O3. 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
- U4 v" U" W# }/ j& J8 \: z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
/ e% S- D$ s( Q/ s3 @! @! U( g- r! w2 f8 Q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。
二 、液 压 系统失效根源
& u! F$ y& E/ I! w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)
, T6 i6 Y/ q: d2 h4 x) ~/ L流体污染; (2)流体泄漏; (3)流体化学性能变
# g0 Y% v; ?, I; ]4 A$ F化; (4)流体物理性能变化; (5)流体气蚀; (6)
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
: M( P! r7 r  H; n% ?% H& k6 f参数进行监测和纠正，使其保持在允许范围内。
& `# u6 K# `3 @: ?6 U7 g失效发展
过程
  ~$ g8 S  U6 q8 i* K报废
3 A: f7 b! F$ K# c  b0 R根源性参数异
# V9 t8 w8 ]7 g4 z; v图2 机器失效发展过程
故障维护范围
) M, R! E7 x! [检 测 维 修范围
动保养预防维护范
此范围目的是延长
机 器 寿 命
! W: k2 ^; a  k# J, T图1
) G( r4 e! f6 u+ K时 间
机器失效曲线
达到防止故障发生和延
长元件寿命的目的。
( C% p+ I% {6 |5 z6 V# \  g/ m主 动 保 养预防性维
1 G: G% L- g4 J  ]7 Q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
9 R5 ^6 J, R4 A+ _7 z8 \9 Y9 z性维护的目的是保持失
* `# `' j' [2 i. P' L% R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
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
, T9 ?2 }7 ^) f8 C1 e* k8 w) B流体污染度、元件污染敏感度以及工作条件。为了防
' n% O# H$ M- M止流体污染引起的失效和故障，必须使系统内流体的
6 I2 t/ H- ]) l% M污染度控制在关键元件污染耐受度范围内，也就是使
/ C0 @8 y5 f3 m* n# f1 H( ?! {流体污染的程度稳定。
0 {6 X- Z  ]& R0 ]; W# w2. 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/ X4 T3 [& P, L7 Z7 U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
( ^! X/ c( j0 i0 K* v* T赵彩掣水中
# J7 [' o3 T0 S* C! M国
) v: R4 A3 b" t/ T" |设
备
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理
2001.3
1 j8 ?8 e" ~1 ]5 |' y3 \4 Q" R万方数据
) K' b& w9 H, r7 T* r/ k# a- w  W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。
" G  x$ i7 M$ m1 P7 ?6 `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
9 i# ^% ?' F7 f( C: K" ]" r# t3 C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
5 j) r  v$ D- F  x1 b4 v: F系统温升、油液污染以及过大的振动，就可以减少内
: z- q4 ^' ]; K+ p) A外泄漏。
3. 流 体 化学性能的变化。流体化学性能与其基
1 G2 L1 N# [. B+ f1 _, C8 F础成分及添加的化学成分有关。为了改进流体的性
. B* z/ h/ G) _2 M1 ^能，以满足液压系统的工作要求，在工作液体中加有
: [# |* l8 @4 D* Y3 W各种化学添加剂，如抗氧化、防锈、增粘、抗磨低凝
( a0 Z; H  h* K* a4 @, 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
/ x5 H4 [) w; M3 j7 z2 X3 G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
/ \3 b2 V# n5 ]. m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。
% O' s& U/ z: d; v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
! ]3 z( Z- O" ]# f0 B# t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。
3 h! M) X0 ]+ S% |% f4. 流 体 物理性能的变化。流体与液压系统工作
4 z' i* ]  U* j3 O1 a) {0 I6 h有关的物理性能主要有粘度、粘度指数、剪切强度、
9 H1 _/ X& z3 V5 ]; q" U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
; o% j5 x4 l! [7 {! y1 R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。
+ q! {- W( f6 ?. Q2 E: J然而，当流体发生了化学分解时，引起的物理性能变
2 R( S9 M( v' r+ [& p8 D8 y化是不可恢复的。流体物理性能的变化超过允许范围
  B4 }+ z( g2 D; `将对系统和元件造成危害。所以，液压系统的维护人
* W: \6 Q* }% {0 ~( {! `员必须注意流体物理性能的变化，保持其稳定性。
7 }; U3 H0 F' n/ E6 N! N! a5， 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。
& e, M1 n$ k: X6. 流 体 系统过热。液压系统的工作温度应有一
# o' W& r" |# \, ]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
; v4 q3 R4 P& G- A差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易