隨著生產(chǎn)和科學技術的發(fā)展,人們對機械設備的可靠性和使用壽命的要求越來越高。大量數(shù)據(jù)表明,磨損是影響機械設備工作可靠性和使用壽命的主要原因。約80% 的設備故障是由磨損引起的,而磨料磨損造成的經(jīng)濟損失最為嚴重。例如,在農(nóng)業(yè)機械中,40%的零件因磨料磨損而損壞;在礦山、建筑、煤礦和運輸機械中,磨粒磨損造成的經(jīng)濟損失占磨損造成的總經(jīng)濟損失的 50%以上。此外,大量實際生產(chǎn)調(diào)查發(fā)現(xiàn),油液中的固體顆粒污染物是機械設備磨粒磨損的主要原因,誘發(fā)磨損失效占總磨損失效的82% 。60%-70%的液壓系統(tǒng)故障是由顆粒污染物引起的。
油液污染不僅導致機械和潤滑油的性能惡化,降低機械和油液的使用壽命,還會使設備處于危險狀態(tài)。為此,早在20 世紀60年代,國外就在油污染監(jiān)測和污染控制方面進行了大量的研究和實驗。我國從20 世紀80年代初開始進行液壓系統(tǒng)污染控制的研究,并取得了一定的成果。然而,對機械設備所用潤滑油的污染程度與設備磨損狀態(tài)之間關系的分析和研究還處于起步階段。因此,對機械設備再利用污染度分析的實驗研究可以彌補這一研究的不足,為我國機械設備的潤滑管理提供實踐經(jīng)驗,對提高我國機械設備污染控制的技術水平也具有非常重要的作用。
油液中的各種固體顆粒污染物不僅是機械設備磨損失效的原因,也是設備磨損的產(chǎn)物,其中包含了大量表征機器內(nèi)部磨損狀態(tài)的信息。因此,在役油液污染度分析對于主動維護、狀態(tài)監(jiān)測和故障診斷具有重要意義。
1.提高設備的工作可靠性和使用壽命。
大量實驗研究表明,控制和減少油煙污染對減少污染和磨損故障、提高設備工作可靠性、延長零部件使用壽命具有重要作用。學者研究表明,普通液壓系統(tǒng)中顆粒污染水平降低 5倍時,液壓元件的磨損可降低50倍。通用汽車公司的研究表明,當潤滑油污染程度降低時,磨損率下降 1/8,使用30μ m潤滑油濾清器的發(fā)動機磨損率下降70%。使用高性能過濾器還可以大大延長機器的使用壽命。例如,使用公稱過濾尺寸為 10μm的過濾器,可使機器的使用壽命比原過濾尺寸為 60μm m的過濾器延長一倍,另外,對軸承壽命與油液污染度關系的研究表明,如果潤滑油中沒有微小顆粒,在小于疲勞載荷的情況下,軸承壽命將是無窮大。
因此,控制油液中污染物顆粒的大小和數(shù)量,對控制零部件的磨損,避免磨損故障的發(fā)生,提高設備的工作可靠性,延長設備的使用壽命有著明顯的作用。
2.降低維護成本和費用。
油液污染度監(jiān)控是一種主動維護措施。通過不斷監(jiān)測油液污染程度,可以及時了解被監(jiān)測對象在使用中的油液污染狀況,分析油液污染的原因( 如密封圈和過濾器失效等。)并加以處理和糾正,使故障消除在萌芽狀態(tài)。從而達到延長機器使用壽命和故障間隔時間,提高運行可靠性,降低維護成本的目的。
油液污染度作為一種不拆卸的監(jiān)控手段,可以在機械設備正常工作狀態(tài)下進行檢測和分析,避免不必要的停機,從而減少停機損失;當判斷油液污染程度較高,且油液性能指標超過規(guī)定的技術要求,油液已全面變質(zhì)變質(zhì)時,可更換潤滑油,可避免更換仍可正常使用的潤滑油,從而延長換油周期,降低用油成本。比如國內(nèi)機車柴油機使用的第四代高級柴油機油,每噸 8000元。如果定期換油,則每次換油將支付容量高達1t的油費用。設備管理部門很難承擔這么高的材料費。其實潤滑油的理化性質(zhì)還是可以重復利用的。數(shù)據(jù)證明,使用油液污染度測定 可以延長機油的換油周期2倍以上。所以通過定期油液污染度監(jiān)測,不僅可以及時發(fā)現(xiàn)事故隱患,還可以節(jié)省不必要的開支。
3.提高故障診斷的準確性。
油液污染度的增加表明設備的使用狀態(tài)和潤滑油的性能將會惡化,尤其是當油液中的顆粒污染物數(shù)量呈指數(shù)級增加時,意味著機械必須停機,否則將會發(fā)生災難性的故障。因此,當發(fā)現(xiàn)使用中的油液污染指數(shù)( 顆粒數(shù))在短時間內(nèi)明顯升高時,在排除過濾器失效、密封失效等故障的前提下,結合油液理化指標分析、光學鐵譜分析和振動分析,可以獲得設備當前狀態(tài)的準確信息,從而大大提高故障診斷的準確性。
綜上所述,控制設備用油的污染程度,對提高設備運行可靠性,降低維修成本具有重要作用。研究潤滑油污染程度與設備磨損的關系,制定不同設備在不同工況下的污染程度控制等級,對我國的設備監(jiān)測、故障診斷和主動維修決策具有重要意義。
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