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玻璃鋼復合材料汽車后翼子板液壓機流體失效分

作者:未知 來源:網絡整理 日期:2020-09-08 22:33 人氣:1
玻璃鋼復合材料汽車后翼子板液壓機流體失效分
???? 我最近對一臺玻璃鋼復合材料汽車后翼子板的靜液壓傳動裝置進行了故障分析和可靠性審核。這個液壓系統運行的是合成酯,可生物降解的液壓油,原來的一套泵在不到12個月的時間內就失效了。

該系統由一家信譽良好的公司建造和安裝。從水力工程的角度來看,該電路設計合理,系統構建良好。但從維護和可靠性的角度來看,還有很大的改進空間。

當我到達現場時,我注意到液壓油在觀察鏡中顯得很暗,而未使用的油則是淺色蜂蜜的顏色。檢查油分析報告表明粘度增加。我懷疑油的氧化失敗,并通過Karl Fischer要求酸值和水含量 - 測試未包括在原始測試板中。

圖1.泵驅動軸上樹膠狀污泥的積累。該軸來自背負式設備的后泵,這就是污泥沉積物位于軸封區域前方的原因
失敗的泵
在此期間,我把注意力轉向分析失效的泵。很明顯,在泵出現故障之前,油已經聚合了一段時間。內部組件大量涂有膠狀污泥(圖1)。這些沉積物會阻塞潤滑通道,減少熱傳遞并導致閥門靜摩擦。

兩個泵的閥板和缸筒都表現出空化腐蝕造成的損害 - 這是氧化失效的另一個可能的副作用。氧化過程通常會降低油的抗起泡性和空氣釋放性,這又會通過增加的空氣夾帶和氣態空化而導致損壞。

圖2.包括可變排量泵(PV)和固定排量馬達(MF)的基本閉合回路
結果是......
酸值結果以9.5 mg KOH / g回升,Karl Fischer測得2,200 ppm。對于這種特殊的潤滑劑,4至5 mg KOH / g的酸值會引起換油。盡管水污染高于此應用所需的水分,但根據潤滑油制造商的經驗,水解被排除為污泥沉積物形成的重要因素。

所有證據都表明,這種液壓油每升12美元,在不到12個月的時間內就已經發生氧化失效。因此,價值2萬美元的液壓油和價值5萬美元的泵在短期內被破壞,客戶可以理解的是出了什么問題。

懷疑高溫操作是加速氧化的原因,我把注意力轉向玻璃鋼復合材料汽車后翼子板液壓系統的歷史操作參數。該系統內置溫度傳感器,安裝在液壓油箱中,報警等級和停機時間編程到系統的可編程邏輯控制器中。測試表明這種儀器運行正常。但操作人員建議系統從未經歷溫度報警,也不會因溫度過高而停機。

這并不讓我感到驚訝,因為溫度傳感器位于錯誤的位置。讓我解釋。靜液壓傳動裝置包括可變排量泵和固定或可變排量馬達,它們在閉合回路中一起運行。在閉合回路中,來自馬達出口的流體直接流入泵入口,而不會返回油箱(圖2)。

除了可變之外,變速器泵的輸出可以反轉,因此電動機旋轉的方向和速度都由泵控制。這消除了對電路中的定向和流量(速度)控制閥的需要。

由于泵和電機在內部泄漏,允許流體從回路中逸出并排回到油箱,因此使用稱為電荷泵的固定排量泵來確保在正常操作期間回路保持充滿流體。

在實踐中,電荷泵不僅使回路充滿流體,而且還將回路加壓至110至360 PSI之間的壓力,具體取決于變速器制造商。一個簡單的充氣壓力回路,包括電荷泵,安全閥和兩個止回閥,電荷泵可以通過它們補充傳動回路(圖3)。一旦回路充滿安全閥的壓力設定,來自增壓泵的流量就越過安全閥并返回到儲液器。

除了通過電荷泵構成的內部泄漏損失之外,相同的流體在變速器泵和電動機之間連續循環。這意味著如果變速器負載很重,則在該回路中循環的流體會過熱。為了確保傳輸回路中的流體與儲存器中的流體交換并隨后冷卻,在回路中安裝沖洗閥。

當靜液壓傳動裝置處于空檔時,沖洗閥不起作用,并且通常位于玻璃鋼復合材料汽車后翼子板液壓機變速器泵中的增壓減壓閥保持增壓壓力。當變速器以正向或反向運行時,沖洗閥工作,使得回路的低壓側的增壓壓力由結合在沖洗閥中的凈化釋放閥保持。該凈化安全閥設置為比電荷泵安全閥低約30 PSI。

其效果是通過電荷泵從儲存器抽出的冷卻調節流體通過位于變速器泵入口附近的止回閥對環路的低壓側充電。離開馬達出口的熱流體的體積(其不需要維持環路的低壓側中的增壓壓力)通過沖洗閥吹掃釋放并且返回到儲存器。

這里的重點和與此案例相關的是:如果沖洗閥發生故障或配置不正確,則回路中的流體與油箱中的流體沒有正向交換。這意味著傳輸回路可以在過熱條件下運行,同時儲存器中的流體保持相對冷卻。

正如您所看到的那樣,在靜液壓傳動裝置中,溫度傳感器的正確位置(過溫報警和/或停機所基于的位置)位于傳動回路中 - 而不是油箱。

圖3.電荷泵電路
維護或設計失???
那么這種情況是維修失敗還是設計失???可以說它是兩者兼而有之。設計失敗,因為如果溫度傳感器正確位于傳輸回路中,則不會發生故障。這也是維護失敗的原因,因為如果通過觀察和更好的測試板選擇來獲取油的氧化失效的早期警告信號,則仍然可以防止失敗。


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