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
! V+ t2 t# X" K  g7 C" {  H【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 I  M5 C' H" i+ d# g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
& k4 d- h% ?: I  }& t) T! I防维护在液压系统维护保养中的具体应用。
: ?# m# t* ^" L/ _4 W7 b【关键词]定期检修检测维修主动保养预防维护液压系统
9 I' L$ F4 @9 o  H3 N" \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
0 \  x- o( K0 J: Q' j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。
$ e% ?3 O# X" Y一 、主 动 保养预防维护新策略
& M. U: \4 c$ e) V5 e/ g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
0 @6 m, }( B; W' w# v0 {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+ q: R* R) x, E1 T: u0 m3 {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
' C8 [1 L9 ~3 p3 q$ T8 w4 K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
, x2 t0 Q% f! L* l: `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
4 s" `% b5 X4 K+ w' E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
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
/ B: j) A. t2 Y伸，以延长机器的寿命。
二 、液 压 系统失效根源
3 G' ?7 t% t! 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)
" i; I- @1 o1 |& a( y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)
2 B! m5 ]. G# ]$ q流体系统过热。
' P/ |; y1 x3 B- g" \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
过程
报废
根源性参数异
! m& E1 x) `( V) F* v2 k图2 机器失效发展过程
3 S$ u7 x" A$ _" B2 Q. [故障维护范围
3 x# \. A9 F8 }! g  T, x' K检 测 维 修范围
5 w% k4 k. ^. b: U( d! j" X: @动保养预防维护范
9 u3 a9 F% B8 j/ F8 ?. u此范围目的是延长
1 d& N# \/ s* ~. O机 器 寿 命
; h% [& k! s9 X图1
# X0 x$ h7 c8 e0 T时 间
机器失效曲线
达到防止故障发生和延
* N1 q: R- ?2 l5 ]7 J" F7 G长元件寿命的目的。
7 n8 p# m4 T- |4 ~" `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
; ~0 Y. Z  V2 H  u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
1. 流 体 污染。流体污染是液压系统最主要的失效
& B. i0 `0 v9 L* g" p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
  h: l8 Q0 n& W# s: n# W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
9 i. O4 D* X+ A: p: c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
9 m9 |$ `. v: Q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。
8 \5 E: |' `, g" Q) L+ X# ]1 O  y2. 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
$ `+ ~$ B* z) R+ Z- {/ _( ]转运动界面。内泄漏发生在液压元件内部运动副间隙
" ]1 g1 w7 ^8 P2 h/ B: M, r& F处，如液压泵的配流副、液压缸和活塞的密封间隙
1 _9 a6 K$ X0 }; L% B1 L赵彩掣水中
国
1 E- T, ^* T8 f; H设
  g. ~; L' Z, O6 X备
, d3 \; D1 V; t- X, W- X% u管
2 V; x3 S+ u2 z4 h* e, }理
2001.3
8 [9 ^, p# r3 E1 K$ G& g& r万方数据
4 G4 J9 m/ m3 }5 p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。
7 Y* Z( I4 }! c- |$ P0 C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
+ O8 f' ?* d3 c  o; Z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
+ N, z2 J+ h; L( u; E' T" a2 B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
* T2 U) ~  r, z( \3 p外泄漏。
* \8 X2 C3 k  w+ h3 Q" D% Y3. 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
和元件寿命的重要条件。
3 C1 q* b. v" ]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
3 y& B2 K7 z$ G# S; Y( w" X溶和不可溶的化合物，如树脂、酸性物质及沉淀物
5 j/ m) M& o  b: I! b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
+ l/ M( b/ e8 c3 I同时存在时，油液的氧化速度急剧增加，铁和铜分别
/ S' U7 t6 u' S1 P. c' i. m) k使油液氧化速度加快约10倍和30倍。因此，有效控
) z6 t7 o+ o- C0 E0 q制油液污染，选用添加剂稳定的油液，有助于保持化
4 B% z- p' l2 j8 x. B学稳定性。
5 Z4 d# \6 b) o* C8 h4 j+ 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、
# M) {3 k) A8 L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
1 O% y) ^: _+ n/ g成分、机械搅拌和剪切，以及污染物种类和浓度而变
! j( _6 M6 g" v7 y& V* X4 K8 K; P/ A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。
" ]" J2 u  v2 u' J+ r/ [然而，当流体发生了化学分解时，引起的物理性能变
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
员必须注意流体物理性能的变化，保持其稳定性。
5 }; L/ X$ o1 {0 k/ 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。
( R; g& k" f5 g# J$ Y' x6. 流 体 系统过热。液压系统的工作温度应有一
) A+ T) z* n3 T5 I& T' ^# i& t定范围，温度过高流体粘度变低、润滑性能变坏、泄
; Y1 p- p. @) w. [' F1 |漏增大，并使流体氧化分解。温度过低流体粘度增
$ H. X6 J9 w3 V" ^% j大，流动性变差。温度超出允许范围对密封材料和元
+ }% B4 T3 a' y0 R# X9 Z件的性能也有较大影响，低温下橡胶弹性体柔性变
6 H0 w7 t, Q8 ^* w9 c差，高温下材料强度减弱，同时热膨胀易