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為什麽液壓係統會出現失效的情況?

發布時間:2017-02-08 瀏覽次數:5150

液壓係統的主動保養預防維護策略是對機器失效根源進行監測和糾正,使機器正常工作的基本參數保持在允許的範圍內 。

因此,液壓係統的主動保養預防維護實施的首要環節是弄清楚其失效根源。一般機器的最終失效是指機器的材料、結構或係統不能在安全和正常狀態下達到預期的性能。任何導致機器材料磨損和性能下降的不正常工況,稱為“失效 根源”。當係統的任一根源性 參數出現異常(指超出允許範圍)時,如不及時采取糾正措施,則將引起材料的磨損 ,進而引起工作性能下降 ,最後導致機器的完全失效。失效的發展過程如圖18—2所示。

機器失效發展過程

液壓係統的失效根源主要有以下幾個方麵 :液體汙染 、液體泄漏 、液體化學性能變化 、液體物理性能變化 、液體氣蝕 ,以及液體係統過熱 。為了防止液壓係統失效的發生和發展 ,必須通過對以上失效的根源性參數進行監測和糾正 ,使其保持在允許的範圍內。也就是說,必須保持失效根源性工況的穩定性。

(1)液壓油汙染:液壓油汙染是液壓係統最主要的失效根源,據統計液壓係統故障大約有75 % 是由於液壓油汙染引起的 。液壓油汙染引起元件失效的形式主要有汙染磨損 、汙染卡緊和汙染堵塞等 。影響液壓元件材料磨損和性能下降的主要因素是液壓油汙染度 、元件汙染敏感度以及工作條件 。為了防止液壓油引起的失效和故障 ,必須通過汙染控製措施使係統內液壓油的汙染度保持在關鍵元件汙染耐受度範圍內,也就是使液壓油汙染的程度穩定。

(2)泄漏:泄漏是當前液壓係統普遍存在的問題。外泄漏發生在液壓元件外部結合麵 、管接頭以及直線 、旋轉運動界麵。內泄漏發生在液壓元件內部運動副間隙處,如液壓泵的配流副,液壓缸和活塞的密封間隙等。過量的內泄漏使泵容積效率降低、液壓缸爬行、液壓馬達轉速損失等,對液壓係統有較大的危害。泄漏是液壓係統失效和故障的信號,必須及時采取對策。 影響液壓係統泄漏的主要因素是密封的磨損或損壞、管件受振而引起鬆動,以及軟管加工或安裝不良等。合理的密封結構 、優良的密封材料、必要的密封力是液壓油泄漏穩定性的重要因素。控製液壓係統溫升,控製油液汙染,控製過大的振動 ,就可以控製液壓係統的內外泄漏。

(3)液壓油化學性能的變化:液壓油化學性能與液壓油基礎成分以及添加劑的化學成分有關。為了改進液壓油的性能以滿足液壓係統的工作要求 ,在工作液體中加有各種化學添加劑,如抗氧化、除鏽、增粘、抗磨、低凝等添加劑。因此 ,保持化學穩定性是保證液壓係統工作可靠和元件壽命的重要條件 。

由於在係統中液壓油受到高壓、不良環境的影響,液壓油在工作和儲存過程中其化學成分和性能將逐漸發生變化。這主要是由於液壓油的氧化以及添加劑的消耗而引起的。 這種氧化反映的結果引起液壓油劣化 ,並產生可溶和不可溶的化合物,如樹脂 、酸性物質及沉澱物等,進一步增加了液壓油的汙染 。 液壓油的劣化速度與工作溫度、壓力、汙染物種類和含量等因素有關。 當水和起催化劑作用的金屬顆粒同時存在時,油液的氧化速度急劇增快。 鐵使油液氧化速度增快10倍,銅使氧化速度增快 30 倍。因此,有效地控製油液汙染 ,選用添加劑穩定的油液,有助於保持油液的化學穩定性。

(4)液壓油物理性能的變化:液壓油的物理性能與液壓係統有關的主要有粘度 、粘度指數 、剪切強度 、體積彈性模數 、飽和蒸氣壓 、吸氣性和含水性等 。 這些物理性能隨係統狀態(如壓力 、溫度) 、液壓油的化學成分 、機械攪拌和剪切,以及汙染物種類和濃度而變化。 一般當影響和幹擾因素消失後 ,液壓油物理性能可恢複到原始值,這時可認為液壓油物理性能是穩定的。 然而 ,當液壓油物理性能的變化超過了允許範圍 ,則將對係統和元件帶來危害。所以,液壓係統的維護人員必須注意液壓油物理性能的變化 ,保持液壓油的物理性能的穩定性。

(5)液體氣蝕:液壓係統出現氣蝕後會引起振動和噪聲 ,加速油液劣化 ,使液壓係統性能變壞 。

(6)液壓係統過熱:液壓係統的工作溫度應有一定範圍,過高的溫度使液壓油粘度變低,潤滑性能變壞,泄漏增大,並使液壓油氧化分解。溫度過低時,液壓油粘度增大,流動性變差。溫度超出允許的範圍,對密封材料和元件的性能也有較大影響。 低溫下橡膠彈性體柔性變差 ;高溫下材料強度減弱,同時由於熱膨脹易引起元件運動受阻或卡緊。所以,控製液壓係統工作溫度過大的變化是很重要的。

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