工程机械液压系统的使用、维护及保养

    方文超

    摘要：现代工程建设机械越来越多的采用液压、液力技术，特别是一些大型设备如摊铺机的机电液组合，成了现代工程建设机械自动化程度、工程质量精度的重要标志。作为机械化施工企业，工程机械技术状况的良好与否，对企业正常施工生产有着不可忽略的重要作用。所以如何保养维护液压、液力系统其重要意义在于提高设备完好率、利用率及保证工程质量。在本文中，将从施工机械液压传动系统维护保养角度出发，浅谈如何通过科学的措施保障设备完好，确保企业的生产安全。

    关键词：工程；机械；液压；系统；使用；维护；保养

    液压传动技术儿乎渗透到所有的现代工程领域，和机械传动、电力传动相比，液压传动具有独特的优点：(1)在相等的体积下，液压传动装置比电气装置产生的动力更大：(2)在同等功率的情况下，液压传动装置体积小，重量轻，结构紧凑；(3)液压传动质量稳定、机械效率高，具有良好的低速负荷特性。由于存在摩擦损失和泄漏损失，液压传动系统能量损失较大；对油液的清洁度要求较高，并要求定期更换；油温变化会影响运行速度的控制及噪声等缺点。加之工程机械多在室外工作经常处于泥土砂尘之中，风霜雪雨之下。作业载荷往往是多变并伴有振动，工作速度经常处于瞬态转换兼有惯性冲击。因而对工程机械液压系统应有特殊要求：应具有良好的环境适应性和可靠的封闭性；应具有更高的工作可靠性和灵敏的实时应变的能力；应具有更好的机动性，使系统封闭而又能做各种变动。

    因些，我们在使用液压系统时，应按照有关的规程进行操作。

    1 液压系统的正确使用方法

    1.1 正确选择液压油

    由于液压系统运行的故障多数是由于液压油的污染和选用不当引起的，其中对液压油选择不当、使用不慎，是一个重要方面。因此，正确、合理地选用液压油，对提高液压设备运行可靠性及经济性，延长系统和元件的使用寿命，保证设备安全运行有重要意义。

    然而，工程机械使用的液压油，主要是抗磨液压油，液力油为液力传动油。每台设备有其指定标号的用油，这主要考虑系统的工作条件，如液压泵的类型(齿轮泵、柱塞泵、叶片泵)、工作压力、温度、液压元件使用的金属、密封件的性质。液压系统工作的可靠性及元件的寿命与系统用油的清洁有极密切的关系，切不可混用不同牌号的油；另外，为保证油的质量，加注或更换油时须过滤，保持清洁，防止水或异物进入，液压系统维护或更换新的液压元件，也要非常注意清洁。检测液压油油质的简单方法是将油液滴一滴到吸墨纸上，如油迹有一黑色中心，即说明油脏，需要换。因此务必保证液压油有：(1)适当的粘度 (2)良好的粘温特性 (3)良好的抗氧化性和水解安定性 (4)抗燃性和剪切安定性 (5)与密封材料、环境的相容性 (6)良好的抗磨性及润滑性 (7)抗燃性好。

    1.2 正确使用液压油

    液压油的污染控制：液压油的污染分为两种：颗粒含量超标；油液化学成分发生变化。所以控制的核心是：颗粒含量控制和油液成分控制。现场使用主要是针对颗粒含量地控制。液压系统中有许多精密偶件，有的有阻尼小孔、有的有缝隙等。若固体杂质入侵将造成精密偶件拉伤、发卡、油道堵塞等，危及液压系统的安全运行。可以从以下几个方面防止固体杂质入侵系统：①加油时，液压油必须过滤加注，加油工具应可靠清洁。②保养时，拆卸液压油箱加油盖、滤清器盖、检测孔、液压油管等部位，造成系统油道暴露时要避开扬尘，拆卸部位要先彻底清洁后才能打开；③定期检查液压油质量，保持液压油的清洁。

    液压油质量检查：在检查液压油质量时主要检查以下三个方面的内容：液压油的氧化程度。液压油在使用中，由于温度的变化，空气中氧及太阳光的作用，将会逐渐被氧化，使其粘度等性能改变。氧化的程度，通常从液压油的颜色、气味上判断；液压油中含水分的程度。液压油中如果混人水分，将会降低其润滑性能，腐蚀金属，判断液压油中混入水分的程度，通常有两种方法，一是根据其颜色和气味的变化情况，如液压油的颜色呈乳白色，气味没变，则说明混人水分过多。二是取少量液压油滴在灼热的铁板上，如果发出“叭叭”的声音，则说明含有水份；液压油中是否含有杂质。液压油中含有杂质的情况在机械工作一段时间后，取数滴液压油放在手上，用手指捻一下，察看是否有金属颗粒或在太阳光下观察是否有微小的闪光点，如果有金属颗粒或闪光点，则证明液压油含有较多的机械杂质。这时，应更换液压油，或将液压油放出，进行不少于42h以上时间的沉淀，然后再将其过滤后使用。

    液压系统的清洗：清洗油必须使用与系统所用牌号相同的液压油，切忌使用煤油或柴油作清洗液，油温要求在45～80℃之间。清洗时应采用尽可能大的流量，使管路中的液流呈紊流状态，并完成各个执行元件的动作，以便将污染物从各个泵、阀与液压缸等元件中冲洗出来。

    1.3 液压系统的定期保养

    目前有的工程机械液压系统设置了智能装置，该装置对液压系统某些隐患有警示功能，但其监测范围和准确程度有一定的局限性，所以液压系统的检查保养应将智能装置监测结果与定期检查保养相结合,确保液压系统安全运行。

    1.4 防止液压系统的气穴、气蚀

    由于油液中总会混合一定空气，液体溶解的空气量与油压成正比，当油流经泵的入口或狭窄的阀时，压力低，油液中析出气泡形成气穴，气穴在高压区体积缩小，凝结造成真空，周围液体质点以极高的速度补充，相互碰击形成局部高压，产生振动和噪声，称为气蚀。防止气穴、气蚀要尽可能减少空气的渗入，如油箱保持规定液位，加油时有放气螺塞的应拧松放气，液压缸有气时也要及时放气，对封闭试油箱，保持0.07Mpa的压力，也是为了防止气穴、气蚀。另外要及时清洁更换滤芯，避免油泵油腔产生过大的阻力。防止空气入侵液压系统在常压常温下液压油中含有容积比为6%~8%的空气，压力降低时空气会从油中游离出来，气泡破裂使液压元件“气蚀”，产生噪声。大量的空气进入油液中将使“气蚀”现象加剧，液压油压缩性增大，工作不稳定，降低工作效率，执行元件出现“爬行”等不良后果。另外，空气还会使液压油氧化，加速其变质。防止空气入侵应注意以下几点：经常检查油箱中油面高度，保持有足够的油量；在工作过程中，油液会损耗，必须及时补充新的同规格油液；即使在最低油面时，吸油管和回油管口也应保持在油面以下；使用性能良好的密封件，失效的密封装置应及时更换，管接头及各接合面处的螺钉都要拧紧；在使用中尽量防止系统中各处的压力低于大气压力或形成局部真空；液压系统中进入空气是不可避免的，维修和换油后要按随机《使用说明书》规定排除系统中的空气；在更换油箱中的油液后，应开动机器循环运转几次，以排除系统中的空气；对液压系统的外部泄漏(尤其是油缸和工作装置过载阀)要及时处理。

    1.5 防止水入侵液压系统

    液压油中含有过量水分会使液压元件锈蚀，油液乳化变质、润滑油膜强度降低，加速机械磨损。除了维修保养时要防止水分入侵外，还要注意储油桶不用时要拧紧盖子，最好倒置放置；要经常从油箱的放油塞处将水排除(水的密度比油大，水往往沉在油箱底部)。

    1.6 保持适宜的液压油温度

    液压系统的工作温度一般控制在30~80℃之间为宜，警防油温过高。液压系统的温度，根据实验，一般在35～60℃范围内最为合适,最高应不超过80℃。在正常的油温下，液压油各种性能良好。液压系统的油温过高会导致：液压油的粘度降低，润滑油膜变薄并易被损坏，润滑性能变差，容积效率低，机械磨损加剧，橡胶密封圈加速老化，密封性能随之降低等；油液氧化加速，油质恶化；油封、高压胶管过早老化等。液压油温过低时，其粘度大，流动性差，阻力大，工作效率低；当油温低于20℃时，急转弯易损坏液压马达、阀、管道等。为此，应做到以下几点：保持油箱中的正常油量，使系统有足够的油液进行循环；在执行机构不工作时，应及时使系统卸荷；经常清洗冷却装置，使其保持良好的工作状态；根据工作环境温度，选用合适粘度的液压油：周围环境温度高，应选用高粘度油，周围环境温度低，应选用低粘度油。在一般环境温度下，齿轮泵宜选用50℃时18～38pf／s的油；气温较高时，机械不可连续运转时间过长，通常在气温高于30℃的条件下，机械连续作业时间不得超过4h；当气温低于10℃以下时，需要进行暖机运转，启动发动机后，空载怠速运转3~5min，然后以中速油门提高发动机转速，操纵手柄使工作装置的任何一个动作(如挖掘机张斗)至极限位置，保持3~5min使液压油通过溢流升温应使系统在无负荷状态下运转约20min，使油温升到规定值。

    1.7 液压设备操作注意事项

    工程机械作业应避免粗暴否则必然产生冲击负荷，使工程机械故障频发，大大缩短其使用寿命。作业时产生的冲击负荷，一方面会使工程机械结构早期磨损、断裂、破碎，另一方面又使液压系统中产生冲击压力，冲击压力又会使液压元件损坏、油封和高压油管接头与胶管的压合处过早失效漏油或爆管、溢流阀频繁动作使油温上升。

    要注意气蚀和溢流噪声在工程机械作业中要时刻注意液压泵和溢流阀的声音，如果液压泵出现“气蚀”噪声，应查明原因排除故障后再使用。如果某执行元件在没有负荷时动作缓慢，并伴有溢流阀溢流声响，应立即停机检修。

    液压油箱气压和油量的控制压力式液压油箱在工作中要随时注意液压油箱气压，其压力必须保持在随机《使用说明书》规定的范围内。压力过低时油泵吸油不足易损坏；压力过高时会使液压系统漏油，容易造成低压油路爆管。

    其他注意事项工程机械作业中要防止飞落石块打击液压油缸、活塞杆、液压油管等部件。活塞杆上如果有小点击伤，要及时用油石将小点周围棱边磨去，以防破坏活塞杆的密封装置，在不漏油的情况下可继续使用。

    严格执行交接班制度交班司机停放工程机械时，要保证接班司机检查时的安全和检查方便。检查内容有液压系统是否渗漏、连接是否松动、活塞杆和液压胶管是否撞伤、液压泵的低压进油管连接是否可靠、液压油箱油位是否正确等。

    2 液压系统的主动维护策略及实施

    2.1 主动维护技术及其优势

    液压设备的维护修理是其正常工作的前提和保证，以前它主要是通过大家所熟悉的“擦拭、清扫、润滑、调整、修理”等环节来进行护理，以维持设备的性能和技术状况。这样的维护只能消除设备表面上的异常现象，而对设备内部的隐患性故障及根源就无能为力了。要想达到治标又治本，则需采用主动维护技术，即对引起设备故障的根源性参数进行识别，将其控制在一个合理的范围内，使其不致成为引起设备重大故障的因素，切断设备故障的源头，从而减少或避免设备故障的发生。

    2.2 主动预防性维护的实施

    对液压系统进行定期维护与保养检查要比出现故障后进行维修更经济。建议在经过一定工作时间以后，对系统进行定期预防性保养并对重要密封材料进行定期更换。为防止遗漏，建议按照油液流动方向进行保养程序：

    油箱：油面必须正确，油必须是规定类型并且具有相应的粘度。对于大型系统，可进行定期油样分析，确认油液是否能继续使用。

    吸油管路：必须检查损坏及严重弯曲情况，它会减少油管的通径，成为噪声源。

    油泵：检查轴的密封和其他漏油情况。

    压力油管：压力端的不同油路应沿油液流动方向逐个检查，不应存在泄漏。

    控制部分：主要检查阀接口处的泄漏情况。

    回油管路及油滤油器：应检查它们的泄漏情况，过滤器必须检查，如没有污染指示，需将过滤器取出，检查是否需要清洗或更换。

    执行元件：需检查泄漏情况。

    辅件和附件：检查工作情况。

    电气部分：定期检查电机接线部分的连接。

    总体说来,液压系统的工作是可靠的。只要我们正确地保养、维护、使用好液压系统，液压设备将发挥出意想不到的效益，能真正为施工生产提供可靠保障，并大幅降底施工成本。

    参考文献

    [1]《现代工程机械液压与液力系统基本原理、故障分析与排除》，人民交通出版社，颜荣庆、李自光、贺尚红.