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液压设备的维护


    4.1油液清洁度的控制

    油液的污染是导致液压系统出现故障的主要原因。油液的污染,造成元件故障占系统总故障率的70%80%。它给设备造成的危害是严重的。因此,液压系统的污染控制愈来愈受到人们的关注和重视。实践证明:提高系统油液清洁度是提高系统工作可靠性的重要途径,必须认真做好。

    4.1.1 污染物的来源与危害

    液压系统中的污染物,指在油液中对系统可靠性和元件寿命有害的各种物质。主要有以下几类:固体颗粒、水、空气、化学物质、微生物和能量污染物等。不同的污染物会给系统造成不同程度的危害(见表7)。

    4.1.2 控制污染物的措施

    针对各类污染物的来源采取相应的措施是很有必要的,对系统残留的污染物主要以预防为主。生成的污染物主要靠滤油过程加以清除。详细控制污染的措施见表8

污染物的种类、来源与危害

种类

来源

危害

固体

切屑、焊渣、型砂

制造过程残留

  加速磨损、降低性能,缩短寿命,堵塞阀内阻尼孔,卡住运动件引起失效,划伤表面引起漏油甚至使系统压力大幅下降,或形成漆状沉积膜使动作不灵活

尘埃和机械杂质

从外界侵入

磨屑、铁锈、油液氧化和分解产生的沉淀物

工作中生成

通过凝结从油箱侵入,冷却器漏水

  腐蚀金属表面,加速油液氧化变质,与添加剂作用产生胶质引起阀芯粘滞和过滤器堵塞

空气

  经油箱或低压区泄漏部位侵入

  降低油液体积弹性模量,使系统响应缓慢和失去刚度,引起气蚀,促使油液氧化变质,降低润滑性

化学污染物

溶剂、表面活性化合物、油液气化和分解产物

  制造过程残留,维修时侵入,工作中生成

与水反应形成酸类物质腐蚀金属表面,并将附着于金属表面的污染物洗涤到油液中

微生物

  易在含水液压油中生存并繁殖

引起油液变质劣化,降低油液润滑性,加速腐蚀

能量污染

热能、静电、磁场、放射性物质

  由系统或环境引起

粘度降低,泄漏增加,加速油液分解变质,引起火灾

8  控制污染的措施

污染来源

控制措施

残留污染物

  液压元件制造过程中要加强各工序之间的清洗、去毛刺,装配液压元件前要认真清洗零件。加强出厂试验和包装环节的污染控制,保证元件出厂时的清洁度并防止在运输和储存中被污染

  装配液压系统之前要对油箱、管路、接头等彻底清洗,未能及时装配的管子要加护盖密封

  在清洁的环境中用清洁的方法装配系统

  在试车之前要冲洗系统。暂时拆掉的精密元件及伺服阀用冲洗盖板代之。与系统连接之前要保证管路及执行元件内部清洁

侵入污染物

  从油桶向油箱注油或从中放油时都要经过过滤装置过滤

  保证油桶或油箱的有效密封

  从油桶取油之前先清除桶盖周围的污染物

  加入油箱的油液要按规定过滤。加油所用器具要先行清洗

  系统漏油未经过滤不得返回油箱

  与大气相通的油箱必须装有空气过滤器,通气量要与机器的工作环境与系统流量相适应。要保证过滤器安装正确和固定紧密。污染严重的环境可考虑采用加压式油箱或呼吸袋

  防止空气进行系统,尤其是经泵吸油管进入系统。在负压区或泵吸油管的接口处应保证气密性。所有管端必须低于油箱最低液面。泵吸油管应该足够低,以防止在低液面时空气经旋涡进入泵

  防止冷却器或其他水源的水漏进系统

  维修时应严格执行清洁操作规程

生成污染物

  要在系统的适当部位设置具有一定过滤精度和一定纳污容量的过滤器,并在使用中经常检查与维护,及时清洗或更换滤芯

  使液压系统远离或隔绝高温热源。设计时应使油温保持在最佳值,需要时设置冷却器

  发现系统污染度超过规定时,要查明原因,及时消除

  单靠系统在线过滤器无法净化污染严重的油液时,可使用便携式过滤装置进行系统外循环过滤

  定期取油样分析,以确定污染物的种类,针对污染物确定需要对哪些因素加强控制

  定期清洗油箱,要彻底清理掉油箱中所有残留的污染物

    4.1.3 油液的过滤

    在防止污染物侵入油液的基础上,对系统残留和生成的污染物进行强制性清除非常重要。而对油液进行过滤是清除油液中污杂物最有效的方法。过滤器可根据系统和元件的要求,可分别安装在系统不同位置上,如泵吸油管、压力油管、回油管、伺服阀的进油口及系统循环冷却支路上。控制油液中颗粒污染物的数量,是确保系统性能可靠、工作稳定,延长使用寿命最有效的措施,选择过滤器时,需考虑以下几个方面的问题。

    1)过滤精度应保证系统油液能达到所需的污染度等级。

    2)油液通过过滤器所引起的压力损失应尽可能小。

    3)过滤器应具有一定纳污容量,防止频繁更换滤芯。

    4.2 液压系统泄漏的控制

    液压系统泄漏的原因是错综复杂的,主要与振动、温升、压差、间隙和设计、制造、安装及维护不当有关。泄漏可分为外泄漏和内泄漏两种。外泄漏是指油液从元器件或管件接口内部向外部泄漏;内泄漏是指元器件内部由于间隙、磨损等原因有少量油液从高压腔流到低压腔。外泄漏会造成能源浪费,污染环境,危及人身安全或造成火灾。内泄漏能引起系统性能不稳定,如:使压力、流量不正常,严重时会造成停产事故。为控制内泄漏量,国家对制造元件厂家生产的各类元件颁布了元件出厂试验标准,标准中对元件的内泄漏量做出了详细评等规定。控制外泄漏,常以提高几何精度、表面粗糙度和合理的设计,正确的使用密封件来防止和解决漏油问题。液压系统外泄漏的主要部位及原因可归纳以下几种:

    1)管接头和油塞在液压系统中使用较多,在漏油事故中所占的比例也很高,可达30%40%以上。管接头漏油大多数发生在与其它零件联接处,如集成块、阀底板、管式元件等与管接头联接部位上,当管接头采用公制螺纹连接,螺孔中心线不垂直密封平面,即螺孔的几何精度和加工尺寸精度不符合要求时,会造成组合垫圈密封不严而泄漏。当管接头采用锥管螺纹连接时,由于锥管螺纹与螺堵之间不能完全吻合密封,如螺纹孔加工尺寸、加工精度超差,极易产生漏油。以上两种情况一旦发生很难根治,只能借助液态密封胶或聚四氟乙烯生料带进行填充密封。管接头组件螺母处漏油,一般都与加工质量有关,如密封槽加工超差,加工精度不够,密封部位的磕碰、划伤都可造成泄漏。必须经过认真处理,消除存在的问题,才能达到密封效果。

    2)元件等接合面的泄漏也是常见的,如:板式阀、叠加阀、阀盖板、方法兰等均属此类密封形式。接合面间的漏油主要是由几方面问题所造成:与O形圈接触的安装平面加工粗糙、有磕碰、划伤现象、O型圈沟槽直径、深度超差,造成密封圈压缩量不足;沟槽底平面粗糙度低、同一底平面上各沟槽深浅不一致、安装螺钉长、强度不够或孔位超差,都会造成密封面不严,产生漏油。解决办法:针对以上问题分别进行处理,对O形圈沟槽进行补充加工,严格控制深度尺寸,提高沟槽底平面及安装平面的粗糙度、清洁度,消除密封面不严的现象。

    3)轴向滑动表面的漏油,是较难解决的。造成液压缸漏油的原因较多,如活塞杆表面粘附粉尘泥水、盐雾、密封沟槽尺寸超差、表面的磕碰、划伤、加工粗糙、密封件的低温硬化、偏载等原因都会造成密封损伤、失效引起漏油。解决的办法可从设计、制造、使用几方面进行,如选耐粉尘、耐磨、耐低温性能好的密封件并保证密封沟槽的尺寸及精度,正确选择滑动表面的粗糙度,设置防尘伸缩套,尽量不要使液压缸承受偏载,经常擦除活塞杆上的粉尘,注意避免磕碰、划伤,搞好液压油的清洁度管理。

    4)泵、马达旋转轴处的漏油主要与油封内径过盈量太小,油封座尺寸超差,转速过高,油温高,背压大,轴表面粗糙度差,轴的偏心量大,密封件与介质的相容性差及不合理的安装等因素造成。解决方法可从设计、制造、使用几方面进行预防,控制泄漏的产生。如设计中考虑合适的油封内径过盈量,保证油封座尺寸精度,装配时油封座可注入密封胶。设计时可根据泵的转速、油温及介质,选用适合的密封材料加工的油封,提高与油封接触表面的粗糙度及装配质量等。

    5)温升发热往往会造成液压系统较严重的泄漏现象,它可使油液粘度下降或变质,使内泄漏增大;温度继续增高,会造成密封材料受热后膨胀增大了摩擦力,使磨损加快,使轴向转动或滑动部位很快产生泄漏。密封部位中的O形圈也由于温度高、加大了膨胀和变形造成热老化,冷却后已不能恢复原状,使密封圈失去弹性,因压缩量不足而失效,逐渐产生渗漏。因此控制温升,对液压系统非常重要。造成温升的原因较多,如机械摩擦引起的温升,压力及容积损失引起的温升,散热条件差引起的温升等。为了减少温升发热所引起的泄漏,首先应从液压系统优化设计的角度出发,设计出传动效率高的节能回路,提高液压件的加工和装配质量,减少内泄漏造成的能量损失。采用粘-温特性好的工作介质,减少内泄漏。隔构外界热源对系统的影响,加大油箱散热面积,必要时设置冷却器,使系统油温严格控制在2550℃之间。

    液压系统防漏与治漏的主要措施如下:

    1)尽量减少油路管接头及法兰的数量,在设计中广泛选用叠加阀、插装阀、板式阀,采用集成块组合的形式,减少管路泄漏点,是防漏的有效措施之一。

    2)将液压系统中的液压阀台安装在与执行元件较近的地方,可以大大缩短液压管路的总长度,从而减少管接头的数量。

    3)液压冲击和机械振动直接或间接地影响系统,造成管路接头松动,产生泄漏。液压冲击往往是由于快速换向所造成的。因此在工况允许的情况下,尽量延长换向时间,即阀芯上设有缓冲槽、缓冲锥体结构或在阀内装有延长换向时间的控制阀。液压系统应远离外界振源,管路应合理设置管夹,泵源可采用减振器,高压胶管、补偿接管或装上脉动吸收器来消除压力脉动,减少振动。

    4)定期检查、定期维护、及时处理是防止泄漏、减少故障最基本保障。

    4.3 液压系统噪声的控制

    噪声是公害,它不仅使人感到烦躁,也使大脑产生疲劳,降低工作效率,还会因未及时听清报警信号而造成工伤事故。液压系统产生的噪声对系统本身的工作性能影响较大,它往往与振动同时发生,会造成较严重的压力振摆,致使系统无法正常工作,降低零件的使用寿命。液压系统产生噪声的因素较多,如冲击噪声、压力脉动噪声、气穴噪声、元件噪声等。在液压系统噪声中,70%左右是由液压泵引起的。液压泵输出功率越大,转速越高或泵内的空气量吸入越多,噪声就越大;液压换向冲击产生的噪声也往往会引起管路振动及油箱的共鸣。采取如下措施可降低液压系统的噪声:

    1)设计中选用低噪声泵及元件,降低泵的转速。

    2)采用上置式油箱、改善泵吸油阻力,排除系统空气,设置泄压回路,延长阀的换向时间,使换向阀芯带缓冲锥度或切槽,采用滤波器,加大管径,设置蓄能器等。

    3)采用立式电动机将液压泵侵入油液中,泵进出口采用橡胶软管,泵组下设置减振器,管路中使用管夹,采用隔声、吸声等措施控制噪声的传播。

    4.4 液压系统的检查和维护

    在液压设备中,很多设备会受到不同程度的外界伤害,如风吹、雨淋、烟尘、高热等。为了充分保障和发挥这些设备的工作效能,减少故障,延长使用寿命,必须加强设备的定期检查和维护,使设备始终保持在良好的工作状态下。液压系统检查和维护要求见表9

9  液压系统检查维护要求

检查项目

检查方法

(测量仪器名称)

周期(次/数期间)

检查时

保养基准

维修基准

备注

运转

停止

泵的响声

耳听或用噪声计测量

1/

+

 

通常系统压力为7MPa时,≤75dBA);14MPa≤90dBA

当噪声较大时,修理或更换

与工作油(混入空气、水等)、过滤器堵塞及溢流阀振动有关

泵吸油阻力

真空表(装在泵吸入管处)

1/

+

 

正常运转时,要在127kPa以下

当阻力较大时,检查过滤器和工作油

与工作油(混入空气、水等)、过滤器堵塞及溢流阀振动有关

泵体温度

点温计(贴在泵体上)

1/

+

 

比油温高57℃

温度急剧上升时,要检修

与工作油(混入空气、水等)、过滤器堵塞及溢流阀振动有关

泵出口压力

压力表

1/

+

 

保持规定的压力

当压力剧烈变化或不能保持时要修理

注意压力表的共振

马达动作情况

目视、压力表、转速表

1/

+

 

动作要平稳

动作不良时,修理

 

马达异常声音

耳听

1/

+

 

不能有异常声音

多因定子环,叶片及弹簧破损或磨损引起,更换零件

若压力或流量超过额定值,也会产生异常声音

液压缸动作状况

按设计要求,检查动作的平稳性

1/

+

 

按设计要求

动作不良(密封老化、卡死),修理

与泵和溢流阀有关

液压缸外泄漏

目视、手摸

1/

+

 

活塞杆处及整个外部均不能有泄漏

安装不良(不同心)密封老化,换密封

 

液压缸内泄漏

打开回油管观测内泄漏情况

1/

+

 

根据液压缸工作状态确定

若密封老化引起内泄漏,换密封

 

过滤器杂质附着情况

取出观察

1/

 

+

表面不能有杂质,不能有损坏

当附着的杂质较多时,要更换滤芯或工作液

 

压力表的压力测量

用标准表测量

1/

+

 

误差不应超过±1.5%

误差大或损坏时需更换

 

温度计的温度测量

用标准表测量

1/

 

+

误差不应超过±1.5%

误差大或损坏时更换

 

蓄能器的充气压力

用带压力表的充气装置测量

1/

 

+

应保持所规定的压力

如设定压力不足时需充气

当液体压力为0时,进行测量

油箱的液位

目视液位计

1/

 

+

应保持所规定的液位

 

 

油液的一般特性

目视色泽、闻其气味

1/

 

+

应符合标准油液特性

若油变白浊可对冷却器进行修并换油,冲洗系统

 

油液中的污染状况

用专用仪器测定

1/

+

 

应符合标准油液特性

超标时过滤油液

 

压力阀设定值动作状况

检查设定值及动作状况(用压力表)

1/

+

 

根据型号来检查动作的可靠性

根据检查情况更换或修理

 

方向阀换向状况

换向时看执行机构动作情况

1/

+

 

方向阀动作可靠外部不允许漏油

漏油时更换密封圈

 

流量阀的流量调整

检查设定位置或观察执行机构的速度

1/

+

 

按设计说明书设定

动作不良时修理

 

电器元件的绝缘状况

500V兆欧表测量

1/

 

+

与地线之间的绝缘电阻,在10MΩ以上

 

 

电器元件的电压测量

用电压表测量工作时的最低和最高电压

1/

+

 

在额定电压的允许范围内(±15%

电压变化大时,检查电气设备

电压过高或过低,会烧坏电气元件

液压装置漏油

目视、手摸

1/

+

 

不允许漏油(尤其管接头部分)

修理(更换密封件)

管接头接合面接合要可靠

橡胶软管外部损伤

目视、手摸

1/

+

 

不能损伤

有损伤时,更换

 

    4.5 检修液压系统时的注意事项

    1)系统工作时及停机未泄压时或未切断控制电源时,禁止对系统进行检修,防止发生人身伤亡事故。

    2)检修现场一定要保持清洁,拆除元件或松开管件前应清除其外表面污物,检修过程中要及时用清洁的护盖把所有暴露的通道口封好,防止污染物浸入系统,不允许在检修现场进行打磨,施工及焊接作业。

    3)检修或更换元器件时必须保持清洁,不得有砂粒、污垢、焊渣等,可以先漂洗一下,再进行安装。

    4)更换密封件时,不允许用锐利的工具,注意不得碰伤密封件或工作表面。

    5)拆卸、分解液压元件时要注意零部件拆卸时的方向和顺序并妥善保存,不得丢失,不要将其精加工表面碰伤。元件装配时,各零部件必须清洗干净。

    6)安装元件时,拧紧力要均匀适当,防止造成阀体变形,阀芯卡死或接合部位漏油。

    7)油箱内工作液的更换或补充,必须将新油通过高精度滤油车过滤后注入油箱。工作液牌号必须符合要求。

    8)不允许在蓄能器壳体上进行焊接和加工,维修不当可以造成严重事故。如发现问题应及时送回制造厂修理。

    9)检修完成后,需对检修部位进行确认。无误后,按液压系统调试一节内容进行调整,并观察检修部位,确认正常后,可投入运行。

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