飞机液压系统油液的颗粒污染与维护.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 l 0年 第 5期 飞机液压系统油液的颗粒污染与维护 杜来林 空军第一航空学院， 河南信阳4 6 4 0 0 0 摘要 针对 飞机液压系统油液污染 的现状 ， 本文分析 了固体颗粒污染物 的来源及危害 ， 进而提 出了在使 用维护过程 中飞机液压系统 固体颗粒污染的控制方法 。这对分析与解决飞机液压系统故障． 确保 飞行员的人身安全及飞行训练任务 的正 常进行 。 提 高部队战斗力 有着重要的意义 。 关键词 飞机液压系统 ； 固体颗粒 ； 污染物 ； 污染控制 ； 维护措施 中图分类号 T H1 3 7 ． 1 。 T H1 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 0 0 5 0 0 1 2 - 0 4 oi l Gr a i n Po l l ut i o n o f Ai r p l a n e Hy d r a u l i c S y s t e m a n d M a i n t e na n c e Du L a i -l i n T h e F i r s t A v i a t i o n I n s t i t u e o f r F o r c e ， Xi n y a n g 4 6 4 0 0 0 Ab s t r a c t Ai m a t o i l p o l l u t i o n i n a i r p l a u e h y d r a u l i c p r e s s u r e s y s t e m． o r i g i n o f s o l i d g r a i n c o n t a mi n a t i o n a n d i t s h a r m t o a i r p l ane a r e a n a l y s e d i n t h i s p a p e r , a n d c o n t r o l me t h o d t o p r e v e n t s o l i d g r a i n c o n t a mi n a t i o n i s p u t f o r wa r d i n t h e c o u r s e o f a i r p l a n e ma i n t e n an c e ． C o n t e n t of t h i s p a p e r c a l l h e l p a i r c r a f t c r e w t o a n a l y s e a n d s o l v e o i l po l l u t i o n i n a i r p l a n e h y d r a u l i c p r e s s u r e s y s t e m， i t h a v e i mpo r t a n t me a n i n g t o e n s u r e fl i g h t a n d p i l o t s a f e t y ， a n d c a n a d v a n c e b a t t l e e ff e c t i v e n e s s o f a i r p l a n e ． Ke y W o r d s a i r p l a n e h y d r a u l i c p r e s s u r e s y s t e m； s o l i d g r a i n； c o n t a mi n a t i o n； p o l l u t i o n c o n t r o l ； ma i n t e n a n c e me a s u f e O 引言 随着现代液压技术的应用发展 ，液压系统 的可靠 性和元件寿命问题显得更为突出和重要。实践证明， 污 染是系统故障的主要原因，液压系统污染的控制是提 高系统工作可靠性和延长元件使用寿命 的重要途径。 一 个完整的液压管路系统总是由众多的管路元件组成 的， 飞机的管路系统更是这样 。据统计 ， 运八飞机的液 压 系统 是 由 1 0 0 0多 个导 管元 件 和 1 9 6个 附 件连 接 而 成 的。 而新 型 飞机的元 件和 附件更多 。由于 连接点 达上 千甚至几万个。据国外资料统计 ， 在系统的安装过程中 进入的污染物 占6 0 ％，系统注油和定期工作进入 的污 物 占 2 0 ％，由系统活动零件 自然磨损 而产生 污物 占 2 0 ％。 由于液压系统污染而引起 的飞机失事约 占 9 0 ％。 从上述情况可见 ， 无论从那个方面而论 ， 保持管路系统 有着高的清洁度是件极重要的事情。飞机液压系统 目 前面临的难题是如何有效地降低 和控制系统的污染 ． 以确保各种液压元件及整个 系统 的可靠性 和使 用寿 命。固体颗粒污染是飞机液压系统中最普遍 、 危害最大 收稿 日期 2 0 0 9 1 2 3 0 作者简介 杜来林 1 9 6 1 一 ， 男 ， 汉族 ， 山东 省巨野县人 ， 副教授 ， 学 士 ， 空军高层次人才 。 主要从 事机一 电一体化的教学和科研工作。 - - 一 -- - 参考文 献 [ 1 】 张建兵． 浅谈液压系统的泄漏与治理[ J ] ， 中国电力教育 ， 2 0 0 6 年研究综述与技术论坛专 刊． [ 2 】 王宁， 窦连友． 浅谈工程机械液压系统泄漏原因及对策[ J 】 ． 一 1 2 的污染物 ， 固体颗粒会使元件加速磨损 ， 寿命缩短 ， 性 能下降， 甚至使阀芯卡死 ， 滤油器堵塞 ， 所以分析及控 制液压系统固体颗粒污染有着重要意义。 1 颗粒污染 物的来源 飞机液压系统污染物常以颗粒的形式存在于液压 系统 中， 是系统中原有污染物 这里包含生成污染物 和侵入系统的污染物的总和。具体来源有以下几个途 径 。 1 ． 1 残留于 飞机液压 系统 中的污染 物 系统 中残 留的污染 物是 指 飞机 液压 系统在 加 注液 压油之前系统中存在的污染物 ，主要有铸件的型砂芯 砂 、 焊渣、 切屑 、 铁片 、 棉纱头 、 涂料油漆剥落片 、 密封碎 片 、 尘土尘埃等。系统工作前这些污垢 已潜伏于内部 ， 而且不可能完全清理干净。当飞机液压系统工作时 ， 这 些污染物将随液压油遍及整个系统。 1 ． 2 飞 机液压 系统 中新生成 的污染 物 飞机液压系统工作时 ，大量金属颗粒在油液中作 不规则运动， 具有很强的催化作用 ， 会加速油液氧化变 质和对系统的腐蚀。大量颗粒的不规则运动会促使气 体离散生成气泡 ， 气泡的产生和覆灭会使系统发生“ 气 穴” ， 它是附件表面发生气蚀和油液局部高温加速变质 重技术． 2 0 0 6 5 ． 【 3 】 任再青． 浅谈工程机械液压系统 的泄漏原因及对策[ J 】 ． 装备制 造技术． 2 0 0 6 3 ． [ 4 1 管忠范， 液压传动系统【 M】 ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 6 ． Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N O ． 5 ． 2 0 1 0 的重要因素。大量颗粒 的不规则运动还会对油液起着 反复剪切 的作用 ， 使油液的粘度变小 ， 泄漏增加 ， 降低 润滑性能 ， 加速机件磨损。以及飞机液压元件及管件在 工作过程 中由于材料 的不相容性 ， 公差配合不当 。 两运 动表面以相对滑动或相对滚动的摩擦磨损及表面疲劳 划 伤 等产生 的污 染物 。 1 ． 3 飞 机液 压 系统 外 部侵入 的污染 物 侵入系统的污染物主要有 ①环境中的污染 ， 如灰 尘 、 棉绒纤维等 ， 通过运 动着 的活塞杆 、 柱塞或是油箱 中的透气管 口f 未按规定使用 的空气滤清器 侵入液压 油 ； ②加油器不干净， 加油时， 污染物随液压油一起进入 系统 ； ③油液 因温升变质而生成 的焦油 、 沥青 等胶质 、 渣滓及腐蚀后 的锈片；④使用过程 中不断产生金属和 密封材料的磨屑颗粒 ， 过滤材料脱落的颗粒或纤维 ， 油 箱 中剥落的油漆 、 渣片等 ； ⑤ 检修时不慎混入 的棉绒 、 尘埃等。 2 固体颗粒污染物 的危害 影 响 飞机 液压 系 统 部 附件 正常 工 作 的主 要 因素 是 工作介质中存在的污染物颗粒的多少及硬度和尺寸的 大小。当硬质微粒的尺寸接近两个配合面的间隙值时， 容易卡死两个相互运动的零件 。当硬质微粒的尺寸小 于两个配合面的间隙值 。当它们进人配合间隙中时会 其到磨粒的作用 ， 加速附件磨损 ， 降低使用寿命。例如， 毛刷的毛、 织物纤维 、 脱落的漆片 、 橡胶渣等杂质物卡 在密封部位时 ， 有可能使密封性遭到破坏 ， 使缸体 内表 面拉伤 ， 泄漏增 大 ， 功率下降或使液压缸动作不稳定 ， 产生爬行 ， 速度降低； 滤油器堵塞 ， 液压泵吸油困难 ， 回 油不畅而产生气蚀 、 振动和噪声。杂质较多时 ， 还会堵 塞附件 中的小孔 如节流孔 、 阻尼孑 L ， 使附件失灵 ， 使 过滤器堵塞 ， 减少过滤面积并增大阻力 。 因此使通过工 作介质的能力降低 ， 导致飞机操纵 系统的跟随性变差。 甚至会使管路堵塞 ， 系统失去工作功能 ， 可能造成严重 飞行 事故 。 3 使用维修过程 中的颗粒污染控制 飞机液压系统的污染控制 ，就是保证飞机液压系 统部附件在容许 的污染度下工作的可靠性和延长其使 用寿命 ， 它贯穿于液压系统的设计 、 制造 、 装配 、 使用和 维护等整个过程 。污染控制设计是使 系统具有 固有污 染控制能力和 良好抗污染特性 的根本保证 ，设计污染 控制应把握系统污染生成少 、 外来污染侵人少 、 油滤净 化效率高 、清除系统污染等原则。制造阶段 的污染控 制 ， 必 须贯 穿 于 系统 和 附件 的生 产 、 组 装 、 总 装 、 调试 和 交付的全过程。解决液压系统 固体颗粒污染不可能完 全去 除 污染 物 ， 而 是 通过 污 染控 制 措施 ， 使 系统 的污染 度保持 在系统关键液压元件 的污染 承受范 围以内。 从 而达到合理的平衡。 目前飞机液压系统污染最严重的还是外场使用的 飞机 ， 据统计某部飞机液压系统今年发生故障多起 。 占 飞机故障总数 的 4 6 ％左右 ，其中因液压油污染严重造 成助力器卡滞 、 液压泵效率低 、 液压泵 回油活门卡死 、 液压缸及助力器漏油等多发性 、 危险性故障 占6 6 ％。由 此可见 ， 当前液压油污染严重 ， 是造成液压系统机件寿 命短 ， 性能差、 故障多的一个重要原因。因此 ， 努力减少 因油液污染造成 的液压系统故障，提高飞机液压系统 使用可靠性 ， 仍然是当前维修工作中的重点。 3 ． 1 控 制指 标 飞机油液监控工作的主要任务是 在飞机服役期 间， 按照规定的周期和时机 ， 对飞机液压系统污染度实 施监控 ， 及 时发现故障征兆 ， 消除故障隐患 ， 保证飞行 安 全 。 1 要求飞机主液压 系统及辅助液压系统油液的 固体颗粒污染度不劣于 G J B 4 2 0 A一 8级。 2 地面液压设备要求 电液伺服 阀和舵机试验台 中油液的固体颗粒污染度不劣于 G J B 4 2 0 A的 6级 ， 其 他部 附件试验台 、 液压油泵车 、 液压清洗车等设备 中油 液的固体颗粒污染度不劣于 G J B 4 2 0 A 一 7级。 3 添加油的固体颗粒污染度不劣于 G J B 4 2 0 A一 6 级 。 3 - 2“ 五全 ” 控 制原 则落 实到 位 根据污染控制 的特征 ，我国以污染平衡为理论依 据确定了“ 五全” 控制原则。 1 全 过程 控制 。是指从 系 统方案 论证 开始 直至 系 统全寿命结 束都要对液压 系统 的污染实 施有效 的控 制 。 2 全因素控制。是对构成系统的各组成部分和相 关的试验设备都进行有效 的污染控制。这是由流体系 统污染的漫延性所决定的。 3 全方位控制。全方位控制是对人 、 控制对象、 环 境和法规， 即对人 、 硬件 、 软件都实施控制。 4 全 面控 制 。全 面控制 是对 液压 系统 的 4类 污染 物， 即固体颗粒、 水分 、 空气 、 卤化物都进行控制。 5 全员控制。只有高素质的人才能高质量的污染 控制 ， 有效的污染控制必须要全员控制。所有参与液压 系统设计 、 生产 、 使用 、 管理及地面人员都要受控， 都要 进行污染控制专业培训和工作责任心的教育。 3 ． 3严 把 “ 三关 ” 1 严把油料添加关 。要加强油料管理 ， 外场油料 】 3 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 0年 第 5期 房和相关设备要能防尘 ， 能防水 ， 设备和用具应清洁 ， 并有明显识别标记．以防错乱 ，存放保管应有专人负 责。油料的添加 ， 要严格执行 航空维修一线管理细则 的有关规定和规定的污染度指标 ，油桶开启前清洁外 表面．每次加油前认真对照检查油料品牌是否符合规 定要求 ． 并对加油接 口进行清洁处理后方能添加。 2 严把系统和附件的拆装关。在拆卸附件和导管 之前 ， 仔细地擦洗所有将要拆卸的附件 、 管接头和工作 区域。松开附件和导管的连接件后 ， 再次擦洗 ， 然后才 允许拆开导管取下附件和导管 ，并注意防止外来污染 物进 入拆 开的导管 或附件 内腔 。拆 开系统 接 口、 附件 和 导管后， 如果不能立刻安装新 的附件或导管， 要及时用 清洁的堵帽和堵头将外露的端 口封堵好 ，对于拆开的 附件和导管端 口，还要进一步用清洁的蜡纸和塑料薄 膜包扎 ， 不允许使用易脱落纤维的纸张或织物包扎。安 装 前 ， 首 先 检查 封装 是 否 完好 ， 如 发现 包装 破 损 ， 堵 头 和堵帽脱落的情况 ， 则必须做清洁净化处理 ， 封堵物只 有在安装时才允许打开。导管在装入系统之前， 要经过 仔细清洗 ， 附件和导管在装机过程中， 特别注意防止外 来物落入系统内。为防止油液流到拆装区域 、 结合面附 近 的装 置 、 管路 和飞 机结 构件 上 ， 在工 作 中应 使 用接 油 盘、 漏斗 、 玻璃纸和聚 乙烯防护套等收集溢出的残油。 对 于液 压系统 ．为减少 系 统 油液 的损失 和避 免 污染工 作区域 。 在拆装液压附件和导管之前打开串通开关 ， 卸 去液压油箱增压压力 ， 然后关闭串通开关。在地面液压 设备接入飞机液压系统之前 ，必须用清洁的汽油或煤 油清洗 飞机机上活门 供压活门、吸油活门和加油活 门和地面液压设备软管接头，并将软管内的残油排 去。当地面液压设备工作结束后 ， 仔细地把飞机上的活 门和附近区域擦净 。 把机上活门的盖子盖紧 ， 将地面液 压设备的软管接头擦净 ， 分别用堵塞堵住。拆装过程注 意 ， 附件和导管的内表面禁止接触任何织物。 3 严把系统和附件的试验修理关 。加强对地面油 液设备的管理 ， 明确专人负责 ， 定期检查和维修 ， 保持 清洁完 好 。液压 泵车 、 清 洗车 、 试 验 台等地 面油 液设 备 所在的房间禁止放置杂物。要求地面油液设备装备精 密油滤 ， 过滤精度不劣于机上系统。每半年 可结合换 季 对地面油液设备的过滤器进行检查 、 清洗或更换滤 芯等维修工作 ， 若油滤装有污染指示器， 则在每次使用 设备前后检查污染指示器 ， 发现有指示 ， 及时清洗或更 换 油滤 的滤芯 。每半 年 可结合 换季 对 地面液 压设备 进 行采样和污染测试工作 。遇有特殊情况要及时采样和 测试。采样要在设备运转结束后 1 5 mi n内进行 ， 测试后 若发现污染度超标 ． 应采取 自循环净化 、 清洗或更换油 1 4 滤滤芯 、 换油等措施 ， 使之符合规定。远途送修的附件 需要用清洁的堵帽 、 堵头将外露的端口封堵好 ． 并进一 步用清洁的蜡纸 、 塑料薄膜包扎 ， 不允许使用易脱落纤 维的纸张或织物包扎。修理附件时 。 首先清洁外表 ， 分 解后的元件按顺序独立摆放。 防止碰伤 、 划伤。精密元 件和结构复杂件需要使用超声波清洗器清洗。装配过 程中严格按技术要求操作 ， 避免元件污染。送修的元件 禁止使用棉花包裹保护， 允许使用海绵。试验修理过程 注意 ， 附件和导管的内表面 、 分解后 的元件禁止接触任 何织 物 。 3 ． 4保 持“ 两洁” 1 保持工作环境 的整洁。在进行油液系统的各种 维修工作时， 保持工作环境的整洁。室外工作时避开 尘、 烟 、 风 、 雨、 雪 、 雾等不利条件 ； 室内工作时在环境污 染受到有效控制的工作间内进行 ．地面和附近设施无 尘土和油污， 工作问内不允许同时进行能引起环境污 染的作业 ， 如车 、 铣 、 钻 、 铆和锉等。在维护过程中， 离开 机上维护区域时用 帆布或采取其它措施将机上维护区 域遮盖住 ， 防止多余物落入系统内。 2 保持人员和工具整洁。在进行油液系统的各种 维修工作时， 保持人员和工具的整洁。要求维修人员 着装整洁 ， 双手清洁 ， 附件修理人员必须戴工作帽 ， 工 具 不能 沾有 油污 、 灰尘 ， 防止手 上 污物 、 头发 、 工具 上 污 物进 入 系统 。 4结 束语 综上所述 ，飞机液压系统的污染控制被公认为是 “ 难点” 、 “ 热点” 、 和“ 焦点” 问题。呼吁全行业和相关部 门都来重视飞机液压 系统污染控制技术的发展 。特别 希望能引起领导者 、 决策者的关注。加大污染控制的投 人 ，改变投人力度不足的现状 。加强污染控制基础研 究 ． 增加基本的污染 检测能力， 加强科技成果的推广工 作。如多功能液压净化器是高科技产品，它可以去除 1 0 0 ％的游离水 和 8 0 ％的溶解水 ， 1 0 0 ％的游离空气和 8 0 ％溶解空气 ， 把氯化物清除到 5 0 p p m 以下 ， 使固体颗 粒污染度不劣于 G J B 4 2 0 A 一 5级。飞机液压系统固体颗 粒污染是液压系统最大的污染 ， 其危害也是最大的。分 析固体颗粒污染物的来源和危害 ，为降低飞机液压系 统故障提供了依据 。通过对 固体颗粒污染物的控制可 以大大减少飞机液压系统的故障。从而保证飞行训练 任务的正常进行 ， 确保飞行员的人身安全 ， 提高部队战 斗力 。 参 考 文 献 [ 1 】 郭辉 ， 王平军． 飞机液压系统固体颗粒污染分析与控制【 J 】 ． Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 5 ．2 0 1 0 气动元件的密封润滑优化 选择和评判 润滑脂 赵 碉 楚格润滑技术 上海 有限公司 ， 上海2 0 0 0 9 2 摘要 润滑对气动元件 的耐久性 、 可靠性是非常重要 的， 尤其对有特殊 长寿命 和精度 要求 ， 要实现数 千万次 的稳定 、 可靠 、 安全运转 ， 优 良而有依据 的润滑至关重要。 本 文通过德 国工业相关润滑标准 ， 相关实验 ， 及实际气动元件 的润滑应用 ， 解析高质量气动元 件润滑优 化依据和典型 的行业应用。 关键词 气动元件润滑； 密封件 润滑； 气缸润滑； 气动电磁阀润滑 中图分类号 T B 4 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 0 0 5 0 0 1 5 0 6 S e a l i ng L u br i c a t i o n Op t i mi z a t i o n o f P n e u ma t i c Co mp o n e n t sS e 1 e c t i o n a n d J u d g me u t o f G r e a s e Er ／ e ZHA0 Z u g L u b r i c a t i o n T e c h n o l o g y C o ． ，L t d， 2 0 0 0 9 2 S h a n g h a i ， C h i n a Ab s t r a c t I n o r d e r t o g e t s mo r e t h a n 1 0 mi l l i o n c y c l e l i f e t i me ， r e l i a b l e o p e r a t i n g wi t h o u t s e r v i c e ， l u b ric a t i o n i s t h e v e r y i mp o r t a n t t e c h n o l o g y e s p e c i a l l y f o r h i g h q u ali p n e u mmi c p r o d u c t s ． He r e b y w e i n t r o d u c e l u b ri e i o n a n aly s i s o n p n e u ma t i c c o mp o n e n t s w i th the t y p i c a l a pp l i c a t i o n ， t e s t i n g me t h o ds a nd r e l a t i v e DI N i nd us t r y s t a n da r d s ． 3 0 0 0万次以上， 气缸寿命达到 2 0 0 0 6 0 0 0 k m。 伴随着逐 渐提高的寿命要求 ， 运动精度要求 ， 对气动元件 的润滑 优化势在必行 为了适应食品医药 、 烟草和电子 、 纺织等行业的 自 动化 生产 过 程 中无 污染 要 求 ，首 先在 气 动元 件 中采 用 了润滑脂 ．现在润滑脂 日益成为 中高质量气动元件制 造商的首选 ， 喷油雾器等润滑附件已经 日益被取代 。其 收稿 日期 2 0 0 9 1 0 1 5 作者简 介 赵弱 1 9 7 4 一 ， 男 ， 1 9 9 7年毕业于江苏理工大学机械专业 ， 在德 国著名特种润滑技术 公司从事特 种润滑领域 的产品开发 与应用技 术研 究近 l O年 。 作 用活塞密封 圈活塞阻尼0型 圈 a 标 准气缸 的结构 ， 黄色部位表示需要润滑密封 件 b 标准电磁阀结构， 蓝色部位表示需要润滑密封件 图 1 气 动元件 德国慕尼黑大学为了说明气动元件失效和寿命而 总结 的 曲线 图 ， 如 图 2所 示 。气动 元件 主要 的失效 就是 机 床 与 液 压 ， 2 0 o 7 1 ． 【 2 ] 夏志新 ， 刘新德 ， 赵曼琳． 液压元件清洁度质量控 制[ J 】 ． 液压与 气动 ， 2 0 0 3 2 ． 【 3 】 夏志新． 液压 系统污染控制技术现状与发展[ J ] ． 液压气动与密 封． 2 0 0 0 2 ． 【 4 】 蔡增杰 ， 赖威． 军用飞机液压系统污染监测 液压与气动2 0 0 1 8 ． - - - - - - 一- 一 一 一 - - 【 5 】 蒋德义 ， 蒋勇． 飞机液压系统污染控制的实践 和发展[ J 】 ． 航空 标准化与质量 2 0 0 0 3 ． 『 6 1 王姝歆． 液压系统 固体颗粒 污染 的分析与控制[ J ] ． 工程机械与 维修， 2 0 0 0 4 ． 【 7 】 杜来林． 液压与气动技术[ MI ． 北京 北京大学 出版社 ， 2 0 0 6 ． 【 8 】 杜来林． 飞机附件检修【 M 】 ． 北 京 航空工业 出版社 ， 2 0 0 6 ． 15 一 赫 一 一 囊 一