液压传动论文

推钢机液压系统污染与控制浅析摘要：推钢机机液压系统污染的产生和危害进行分析，对现有的多种污染控制方法进行比较，提出了适用于推钢机液压系统污染机上控制的技术措施。关键词：液压系统、固体颗粒污染、水分的污染、空气污染、控制一、前言在近期对我军部分现役飞机的故障统计中，发现液压系统故障占飞机机械故障40%左右。其中78%的故障是由液压系统污染引起的。由于它严重影响了战训任务的完成和飞行安全，因此如何控制飞机液压系统污染已成为我军航空维修工作中亟待解决的重大问题。通过对故障的分析可知，污染所引起的故障主要是机件内部磨损、串油、卡滞等形式，造成了飞机机件工作不稳定、性能恶化、甚至于完全失效等后果。如某部2000年的故障统计中由污染引起的故障就有32起，如下表所示。由于液压系统污染引起的故障大部分都具有偶然性和间歇性，故障现象时隐时现，这就给故障分析和排除带来了较大困难，往往要花费大量的人力和财力。如某部某号飞机发动机在慢车状态时，主液压系统压力正常，当推油门手柄时，主液压系统压力迅速下降到8～12MPa，收油门手柄到慢车状态后，系统压力恢复正常。当再推油门手柄时，系统压力却又为正常。在排故时，机务人员认为是油泵效率低，更换了主液压泵，故障未排除；然后又分别更换了安全活门和油滤等附件，故障仍未排除；最后脱掉飞机尾部，拆下喷口动作筒进行校验，才发现故障是内部活塞被划伤、串油而导致的。更换动作筒后，故障排除。二、飞机液压系统污染物种类及危害液压系统中的污染物是指油液中不希望有的并对系统有危害作用的物质。通过对液压系统污染情况分析可知，污染物主要有固体颗粒污染物、水和气体。其中固体颗粒污染物的危害最严重。固体颗粒污染物的危害液压油中的固体颗粒污染物会加速附件的磨损、破坏密封、堵塞管路和节流孔，并使液压附件的活动配合面卡滞或划伤。具体危害有：①研磨。含有固体颗粒污染物的液压油类似研磨金属加工面所使用的研磨剂，这些颗粒硬度一般都很高，可看作是切削金属镀层的刀具而划伤或刺入金属内，加上液压附件频繁运动，使颗粒与金属表面反复作用，导致镀层表面产生开裂或小碎片，产生磨削。而这些磨削是经过硬化的金属颗粒，又将作为硬磨料参与磨损。②吹蚀。颗粒污染物随着高速流动的油液，又不断“冲刷”着暴露在管道中的附件表面或棱边，使之不断遭到磨损性损伤；并使节流孔的孔径增大导致调节失灵。③
卡滞。由于颗粒污染物形状不规则，在油压作用下就会进入附件活动配合面的间隙内，使之卡滞或卡死而不能正常工作。（2）水的危害水进入液压系统中，主要危害是：①低温结冰，堵塞孔穴。在飞行时，有一部分液压油是处于相对静止的，随着飞行高度升高，大气温度下降，使远离热源的液压油温度降低；如油液中存在游离水和乳化水，当温度下降一定程度，就可能结冰而堵塞系统中的节流孔和滤网。②加速金属锈蚀，使金属表面磨损严重。液压油中的游离水会与液压油互相作用，生成沉淀和腐蚀性物质，使油液表面张力和粘度减小，从而破坏了附在金属表面的油膜，并使润滑性变差，加快了金属表面的磨损和锈蚀。③加速微生物繁衍生息，使油液污染加重。液压油中水分子是微生物在油液中赖以生存的必要条件，尤其是乳化水能为一些有害细菌提供生存的环境；由于微生物能产生酸性物质，从而加速了化学腐蚀过程，加剧了液压系统中附件的腐蚀。（3）气体的危害液压系统中的气体，主要危害是：①产生气穴，引起气蚀。溶解在油液中的气体当压力下降到一定程度时，就会呈微小气泡游离出来而悬浮在液体中，当气泡迸入高压区时，就会受到绝热压缩，最后溃灭，使高压油液以很高速度冲向气泡中心，互相摩擦和撞击，使温度和压力骤然升高（局部温度可达1000°C）；如这种局部撞击发生在固体壁上，将加剧附件表面的氧化腐蚀；如果气泡进入系统传动部件中，则传动动作迟缓，甚至出现传动时快时慢或爬行现象；此外，气穴还会使油泵气塞，导致供油量迅速下降并使油压脉动加剧。②破坏润滑，加速油液氧化变质。油液中的气体会使附在零件表面的油膜遭到破坏，从而减弱油液的润滑性，使相对运动零件出现粘合磨损；而且，在高温高压的环境下，气体也易造成液压油氧化变质，并生成有害的酸性物质或胶状沉淀物，腐蚀金属机件。三、液压系统污染原因探讨1污染物的来源液压系统污染物的主要来源是外部进入和内部再生。①污染物的外部进入。外部进入指在制造和维修工作中残留或带入系统的污染物，主要是：a、制造和装配过程中残留在附件内部的金属屑、焊渣、型砂及清洗剂等污染物；b、与飞机连接的地面设备的软管与接头等带入的污物；c、机务人员加油不用漏斗或雨雪天不注意防护带入的污染物；d、换装附件时带入的污染物；e、擦洗附件过程中带入的纤维等污染物；f、系统附件外伸部分的往复移动等带入的污染物。②污染物的内部再生。内部再生主要指系统工作时因磨损、氧化和锈蚀等因素而产生的污染物。主要是：a、附件活动配合面、密封件在工作时频繁摩擦并磨损而产生的金属、密封材料等污染物；b、液压油的分解、氧化及对附件的腐蚀等产生的污染物。2系统污染原因分析根据调查分析，造成目前飞机液压系统污染严重的主要原因有以下几点。①油液本身抗污染能力差。飞机液压系统大部分采用10号航空液压油，这种油液虽然有良好的性能，如沸点高、凝固点低、润滑性较好、对金属腐蚀小及具有机械稳定性和化学稳定性等优点。但随温度升高，液压油的润滑性会大大下降，特别是当混有其它液体和气体后极易氧化变质，从而失去良好的性能。②对污染控制的重要性认识不足。虽然飞机油液污染研究始于60年代，但由于宣传教育跟不上，致使有关人员缺乏油液污染控制的基本知识，不清楚系统污染的原因和防止污染的重要性，尤其是对老旧飞机的污染控制不重视（这些飞机的污染往往却是最严重的），致使一些机务人员在工作中不能自觉做好防污工作。如：有的人员在检查油量时，不按维护规定使用绸布而是用手套或棉布擦油尺等。③对油液污染控制的标准落实不力。虽然目前已经颁布了以GJB3058为中心并且与液压系统总规范GJB638A相协调的液压污染控制标准体系，明确了飞机液压系统污染度验收和控制水平，以及液压系统重要附件污染度验收水平和液压系统污染度分级和测试等。但由于各种原因和条件限制，使部队有关人员未能认真学习、贯彻和执行。在机务工作中仍然沿用旧的标准和规章制度，不能有效地控制系统的污染。④监督管理制度不够完善。由于部队没有专门负责管理污染控制工作的部门和人员，对机务工作中如何进行污染控制也没有明确规定，且缺乏有效的监督管理机制，往往造成地面液压设备和加油用具等没有专人管理；油料的存放、运输和使用无法实施有效的污染控制等；另外少数机务人员防污的思想观念淡薄，在拆装、加油、试验等实际工作中图省事，不按规章要求进行，如拆卸附件后不按规定包扎、附件分解和安装前不按规定清洗、拆装和分解附件时动作粗猛造成划伤等。这些是导致目前飞机液压系统污染严重的一个重要原因。⑤设计、检测手段不符合现代油液污染控制的要求。飞机在设计过程中对液压系统污染控制考虑不足，尤其在相对落后的飞机中更为突出。一些飞机上无油液污染自动检测装置；而液压系统和地面设备中所使用的油滤精度又很低，如飞机液压助力器进口油滤的孔径为16微米，比配油柱塞与衬套的间隙大32倍，有些地面油泵车仅有一个粗油滤YL-5。这些都不能满足对系统进行有效过滤和清洗的需要，因此无法对系统污染实施有效的控制。且油箱采用开启式加油和压缩空气增压，极易使杂物进入、油液氧化和污染。另外部队没有适用的液压系统清洗车，检测设备和方法相对落后，也使得污染不能做到超前预防、彻底排除。这是造成系统污染的另一个重要原因。四、飞机液压系统污染控制措施液压系统污染控制的实施主要采取的步骤：①根据对系统工作可靠性和元件寿命的要求，确定系统油液的目标清洁度(即必须控制的污染度等级)。②为达到系统目标清洁度，采取有效的油液过滤净化和防止污染侵入的措施。③定期检测系统油液污染度，一旦超限，及时采取纠正和改进措施。在确定液压系统目标清洁度时，应着眼于延长元件的寿命和降低故障率。飞机液压系统污染控制与可靠性工程(包括可靠性、维修性与保障性，RMS)有着密切的联系。在航空装备全系统、全寿命、全费用的管理过程中，应重视飞机液压系统污染控制，进行主动预防性维修，进行系统全面清洁控制，实现飞机液压系统故障诊断现代化。在加强飞机液压系统全面质量控制的过程中，以实现提高航空装备的战备完成性和任务成功率，减少维修人员和保障费用。五、参考文献【1】王炉平，夏连海，贾瑞清．液压油水污染的控制[J]．液压气动和密封，2004(4)：17—20．【2】闭国栋，邹涛。飞机液压系统水分污染控制浅析【3】蒋德义，蒋勇飞机液压系统污染控制实践和发展《航空标准化和质量》2000年3期【4】夏志新液压压系统污染控制机械工业出版社1992年12月【5】雷天觉,液压工程手册,北京：机械工业出版社，1990.4【6】黄树槐,某型飞机构造讲义,西安：空军工程学院，1987【7】史记定,液压系统故障诊断与维修技术,北京：机械工业出版社，1995.6