郭文俊

（廈順鋁箔有限公司，福建 廈門 361026）

隨著我國(guó)社會(huì)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，大量的機(jī)械設(shè)備被應(yīng)用在一些重要的生產(chǎn)建設(shè)中，而機(jī)械設(shè)備中液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)直接影響著機(jī)械設(shè)備的正常運(yùn)行。在實(shí)際應(yīng)用中，機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)如果出現(xiàn)故障，不僅維修時(shí)間較長(zhǎng)，而且維修難度較大、維修費(fèi)用較高，因此，必須加強(qiáng)對(duì)機(jī)械設(shè)備中液壓系統(tǒng)的主動(dòng)維護(hù)，以保障其能夠正常穩(wěn)定運(yùn)行，避免因液壓系統(tǒng)故障而延誤作業(yè)進(jìn)度。

1 機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的研究背景

隨著我國(guó)機(jī)械設(shè)備發(fā)展的日益完善，液壓系統(tǒng)在機(jī)械設(shè)備中的重要性逐漸凸顯出來(lái)。目前，機(jī)械設(shè)備實(shí)際運(yùn)行中常見的液壓設(shè)備，其運(yùn)行原理都是通過(guò)改變壓強(qiáng)而增加其作用力。根據(jù)運(yùn)行方式的不同，日常工作中常見的液壓系統(tǒng)可以劃分為液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、液壓控制系統(tǒng)。完整的液壓系統(tǒng)包括動(dòng)力元件、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件 （附件）和液壓油5個(gè)部分。

時(shí)至今日，我國(guó)有關(guān)機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的研究已經(jīng)歷了數(shù)十年的發(fā)展，越來(lái)越多的研究表明液壓系統(tǒng)的運(yùn)行效果會(huì)在很大程度上影響機(jī)械設(shè)備的實(shí)際運(yùn)行效果。與此同時(shí)，液壓系統(tǒng)研究進(jìn)展使得原有機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)運(yùn)行存在的各類型問(wèn)題均得到了不同程度的解決。然而，受多方面因素的影響，我國(guó)機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的使用和維護(hù)仍存在一定的不足，不僅在很大程度上縮短了機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的使用壽命，而且為后續(xù)系統(tǒng)的安全運(yùn)行埋下了隱患。在這一背景下，針對(duì)機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)，就成為了現(xiàn)階段我國(guó)機(jī)械工業(yè)發(fā)展中迫在眉睫需要解決的問(wèn)題之一。

2 常見液壓系統(tǒng)故障類型及產(chǎn)生原因

2.1 液壓油的故障

液壓油是保障液壓系統(tǒng)正常活動(dòng)的基礎(chǔ)，對(duì)整個(gè)液壓系統(tǒng)的影響程度較大[1]。相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，現(xiàn)階段大部分液壓系統(tǒng)故障都是由液壓油引起的，主要原因是液壓油中含有大量的雜質(zhì)，如纖維、氧化物以及淤渣等，因此，在對(duì)機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)時(shí)，應(yīng)重點(diǎn)檢查以下內(nèi)容。

1）觀察和檢測(cè)液壓油的黏度、稠度和顏色是否正常，是否存在雜質(zhì)，氣味是否異常。一旦存在異常，則說(shuō)明液壓油的清潔度不合格，需立即更換，以保障在液壓系統(tǒng)中流動(dòng)的液壓油不含有其他雜質(zhì)成分。

2）當(dāng)液壓油從高壓側(cè)流向低壓側(cè)沒有作機(jī)械功時(shí)，機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)內(nèi)部的溫度會(huì)升高，液壓油溫度也會(huì)隨之升高，這將會(huì)導(dǎo)致昂貴的密封件產(chǎn)生變質(zhì)、油液發(fā)生氧化反應(yīng)，最終導(dǎo)致液壓油失效，進(jìn)而出現(xiàn)大量的沉積物，并可能引發(fā)腐蝕等不良反應(yīng)，造成阻尼孔堵塞和加速閥磨損。同時(shí)溫度過(guò)高還會(huì)出現(xiàn)閥和泵卡死等故障，因此應(yīng)檢查油箱內(nèi)液壓油的溫度。

3）檢查溢流閥。溢流閥發(fā)熱不僅會(huì)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)發(fā)生故障，還會(huì)導(dǎo)致機(jī)械設(shè)備中大部分系統(tǒng)發(fā)生故障，因此，一旦通過(guò)減壓閥的流量過(guò)大導(dǎo)致溢流閥溫度過(guò)高，將會(huì)使液壓油溫度升高而出現(xiàn)嚴(yán)重的液壓系統(tǒng)故障。

2.2 泵和閥的故障

一般情況下，液壓系統(tǒng)中的液壓泵如果安裝正確，使用正常，可長(zhǎng)期不進(jìn)行檢查，可一旦出現(xiàn)問(wèn)題，就必須立即查找故障原因并進(jìn)行維修，以確保液壓泵的安裝位置準(zhǔn)確合理。相關(guān)維護(hù)人員可以利用液壓圖對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行故障診斷和排查，操作程序和方式都比較簡(jiǎn)便[2]。液壓閥最主要的作用就是對(duì)液壓系統(tǒng)中的油液流向和流量以及壓力進(jìn)行精確控制，由于液壓閥制作精度極高，出現(xiàn)異常情況的可能性較小，所以只要安裝正確基本就能夠?qū)崿F(xiàn)正常穩(wěn)定工作，且發(fā)生液壓油泄露的概率也比較低。因此導(dǎo)致液壓泵和液壓閥故障的主要原因是液壓油中含有污染物、氧化物或淤渣等雜質(zhì)，造成液壓泵和液壓閥堵塞或損壞，最終致使機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障。

2.3 蓄能器的故障

機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)中的蓄能器是用來(lái)儲(chǔ)存高壓油的一種裝置，通過(guò)對(duì)惰性氣體的壓縮來(lái)實(shí)現(xiàn)能量的儲(chǔ)存，一般采用的惰性氣體為氮?dú)猓页錃鈮毫σ陀谙到y(tǒng)最高臨界值，一般氮?dú)獬錃鈮毫σ刂圃谙到y(tǒng)最高壓力的1/3～1/2之間，以發(fā)揮最佳效果，避免因壓力差距過(guò)大而引發(fā)液壓系統(tǒng)故障。此外，充氣過(guò)程中不能混入氧氣或其他氣體，更不能用氧氣或其他氣體替代，充氣氣體必須是純凈的氮?dú)饣蚱渌麊我坏亩栊詺怏w成分，以最大限度地避免機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)中的蓄能器出現(xiàn)故障，否則將會(huì)影響到高壓油的貯存情況，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致設(shè)備無(wú)法正常使用和操縱。

3 液壓系統(tǒng)主動(dòng)維護(hù)觀念的核心

3.1 設(shè)備維護(hù)技術(shù)的發(fā)展

在傳統(tǒng)的設(shè)備維護(hù)觀念中，只有當(dāng)設(shè)備的液壓系統(tǒng)出現(xiàn)具體故障時(shí)才會(huì)進(jìn)行檢修并采取拆卸或更換零部件等措施，這種方式實(shí)質(zhì)上是一種事后維修方式，不是有計(jì)劃的維修措施。這種維修方式必須在停機(jī)狀態(tài)下進(jìn)行，嚴(yán)重影響了正常的作業(yè)活動(dòng)，加之機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)維修周期較長(zhǎng)，難免會(huì)導(dǎo)致工期延誤等問(wèn)題，且維修費(fèi)用和零件采購(gòu)、安裝費(fèi)用也很高[3]。隨著現(xiàn)代維護(hù)技術(shù)的發(fā)展，主動(dòng)維護(hù)的觀念已逐漸普及，事先維護(hù)方式正在逐步取代事后維修方式。主動(dòng)維護(hù)是以時(shí)間為基礎(chǔ)，按照固定的周、月、季、年等周期進(jìn)行維護(hù)活動(dòng)，根據(jù)設(shè)備的使用情況決定采用大、中、小修和檢查的維護(hù)體系。主動(dòng)維護(hù)技術(shù)具有一定的預(yù)知性、計(jì)劃性和針對(duì)性，能夠根據(jù)機(jī)械設(shè)備的作業(yè)功能進(jìn)行相應(yīng)的重點(diǎn)檢修，以保障設(shè)備在不停機(jī)狀態(tài)下開展維修作業(yè)活動(dòng)。

3.2 主動(dòng)維護(hù)觀念

對(duì)機(jī)械設(shè)備的液壓系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)就要樹立主動(dòng)維護(hù)的觀念和意識(shí)，并采取科學(xué)合理的控制手段和防范措施，對(duì)造成機(jī)械設(shè)備損傷和故障的關(guān)鍵性因素進(jìn)行控制，盡可能地減小故障發(fā)生概率，從而減少設(shè)備停機(jī)維修時(shí)間。首先，主動(dòng)維護(hù)觀念主張?jiān)O(shè)備使用者或者是相關(guān)管理人員要對(duì)機(jī)械設(shè)備有足夠的關(guān)注和了解，密切監(jiān)測(cè)機(jī)械設(shè)備的關(guān)鍵參數(shù)，有效減少故障的發(fā)生。其次，主動(dòng)維護(hù)觀念認(rèn)為故障只是機(jī)械設(shè)備顯示出的表面現(xiàn)象，由于機(jī)械設(shè)備各系統(tǒng)之間的關(guān)聯(lián)比較密切，而且導(dǎo)致故障產(chǎn)生的原因都具有一定的隱蔽性，因此在進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)時(shí)要綜合考慮導(dǎo)致設(shè)備故障的各種因素尤其是根本因素，然后采取相應(yīng)的手段排除，保障機(jī)械設(shè)備正常穩(wěn)定的運(yùn)轉(zhuǎn)。再次，主動(dòng)維護(hù)觀念認(rèn)為現(xiàn)代化機(jī)械設(shè)備的可靠性較高，并且呈現(xiàn)有形磨損變慢、無(wú)形磨損加快的狀態(tài)。一些機(jī)械設(shè)備設(shè)計(jì)時(shí)主要零部件使用壽命就和設(shè)備整體使用壽命相接近，如果某一主要部件達(dá)到大修極限時(shí)，其他部件的性能也就達(dá)到了極限，設(shè)備基本就可以報(bào)廢了。而主動(dòng)維護(hù)則可以通過(guò)及時(shí)更換易損零件減少維修，實(shí)現(xiàn)機(jī)械設(shè)備的可持續(xù)發(fā)展和運(yùn)行。

4 液壓系統(tǒng)主動(dòng)維護(hù)的效果及策略

機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的維修成本很高，相比事后維修來(lái)說(shuō)主動(dòng)維護(hù)能夠減少維修項(xiàng)目，降低維修成本，保持設(shè)備良好的工作性能，在一定意義上實(shí)現(xiàn)了資源的有效配置和利用，有利于增加企業(yè)的經(jīng)營(yíng)收益[4]。同時(shí)主動(dòng)維護(hù)能夠及時(shí)排除設(shè)備故障隱患，延長(zhǎng)設(shè)備使用壽命，減少設(shè)備投資，提高生產(chǎn)效率。液壓系統(tǒng)主動(dòng)維護(hù)策略如下。

4.1 定期檢修

相關(guān)維護(hù)人員應(yīng)依據(jù)機(jī)械設(shè)備的故障資料和失效趨勢(shì)進(jìn)行判斷分析，按照不同情況選擇按工作小時(shí)檢修、按公里數(shù)檢修、按循環(huán)次數(shù)檢修等不同方式，預(yù)防機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)故障的發(fā)生。大多數(shù)情況下定期檢修的費(fèi)用比較高，有可能出現(xiàn)維修不足或維修過(guò)度的問(wèn)題。

4.2 檢測(cè)維修

這種方式主要依靠機(jī)械設(shè)備專家利用專業(yè)儀器對(duì)液壓系統(tǒng)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)分析，最大限度地在故障發(fā)生之前進(jìn)行維修；檢測(cè)內(nèi)容主要包括液壓系統(tǒng)關(guān)鍵材料的磨損狀況和使用性能，如油液的磨粒含量、液壓系統(tǒng)的振動(dòng)情況、噪聲和溫度是否異常等，根據(jù)設(shè)備所呈現(xiàn)的征兆對(duì)故障部位進(jìn)行判斷，然后采取相應(yīng)的措施和辦法消除故障隱患。

4.3 主動(dòng)保養(yǎng)預(yù)防維護(hù)

主動(dòng)保養(yǎng)預(yù)防維護(hù)方法是在機(jī)械設(shè)備發(fā)生故障之前采取的一系列維護(hù)措施，即通過(guò)檢測(cè)導(dǎo)致液壓系統(tǒng)功能失效的根源性參數(shù)達(dá)到預(yù)防故障的目的。此措施能夠盡可能地保障機(jī)器運(yùn)行狀態(tài)良好，例如，對(duì)油液污染程度、溫度等參數(shù)的檢測(cè)，有助于及時(shí)采取維護(hù)措施確保根源性參數(shù)在合理范圍之內(nèi)，避免液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，從而達(dá)到有效延長(zhǎng)機(jī)械設(shè)備使用壽命的目的。

機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的失效根源主要有流體污染、流體泄露、流體化學(xué)性能變化以及流體物理性能變化等，具體如下。

1）流體污染。流體污染是液壓系統(tǒng)故障最主要的失效根源，相關(guān)統(tǒng)計(jì)顯示，超過(guò)70%的機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)故障都是由流體污染導(dǎo)致的，通常表現(xiàn)為污染磨損和污染卡緊及污染堵塞。此外，流體污染還會(huì)對(duì)液壓系統(tǒng)中的元件材料造成磨損，導(dǎo)致元件性能弱化。避免流體污染的重要措施就是將污染度控制在元件耐污染程度范圍內(nèi)。

2）流體泄露。作為液壓系統(tǒng)中最常見的故障，流體泄露主要發(fā)生在液壓元件的外部結(jié)合面或管接頭體積直線運(yùn)動(dòng)界面，如液壓泵的液壓缸和活塞密封間隙等位置。泄露會(huì)使液壓泵的容積效率大幅降低并出現(xiàn)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速損失等情況。流體泄露的原因如果是密封磨損或損壞，就要更換合理的密封結(jié)構(gòu)和密封材料，以保障液壓系統(tǒng)的密封程度。此外，還要最大限度地控制液壓系統(tǒng)的溫度、油液污染程度和系統(tǒng)振動(dòng)，從而有效減少泄露故障。

3）流體化學(xué)性能變化。機(jī)械設(shè)備中的流體化學(xué)性能變化和流體的基礎(chǔ)成分有很大關(guān)系，在實(shí)際維護(hù)中，為了能夠提高流體的性能，通常會(huì)在流體中添加一些化學(xué)添加劑，如防銹添加劑、抗氧化添加劑等，這就使得流體在液壓系統(tǒng)中很容易受到不良環(huán)境或高壓環(huán)境的影響而出現(xiàn)化學(xué)性能變化，從而導(dǎo)致流體劣化，產(chǎn)生不可溶化合物，出現(xiàn)堵塞液壓系統(tǒng)故障。因此在主動(dòng)維護(hù)中要選用合適的添加劑穩(wěn)定油液流體，保持化學(xué)性能穩(wěn)定性。

4）流體物理性能變化。流體物理性能主要指黏度、剪切強(qiáng)度和體積彈性模量以及吸氣性和含水量等，這些物理性能會(huì)隨著壓力和溫度、化學(xué)成分、污染物濃度等的變化而產(chǎn)生變化。此外，如果流體發(fā)生化學(xué)分解后，所引起的物理性能變化常規(guī)來(lái)說(shuō)是不能夠恢復(fù)的，所以必須要將流體物理性能變化的范圍控制在元件所能承受的范圍之內(nèi)。相關(guān)維護(hù)人員要時(shí)刻關(guān)注物理性能的變化，采取相關(guān)措施保證其穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語(yǔ)

機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)的主動(dòng)維護(hù)是十分必要的，通過(guò)主動(dòng)維護(hù)能夠從根本上對(duì)設(shè)備故障進(jìn)行有效控制，從而規(guī)避或減少機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)故障，具有很好的預(yù)防效果，同時(shí)與設(shè)備維修相比，費(fèi)用更低，能有效減低成本。

在實(shí)際生產(chǎn)中，主動(dòng)維護(hù)要重點(diǎn)針對(duì)液壓油、液壓泵、液壓閥和蓄能器等進(jìn)行檢查和隱患排除。此外，傳統(tǒng)維修觀念向主動(dòng)維護(hù)觀念的轉(zhuǎn)變也是充分保障機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)工作性能正常發(fā)揮的基礎(chǔ)條件。