文／呂洪亮·Siempelkamp 辛北爾康普北京辦公室

大型鍛造液壓系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)技術(shù)可以視作壓力機(jī)本身的智能化自檢，其內(nèi)涵就是盡早發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的潛在故障，將可能因故障造成的停機(jī)消滅在萌芽狀態(tài)。本文以大型快鍛機(jī)為例，介紹了預(yù)防性維護(hù)技術(shù)的內(nèi)涵、功能、實(shí)施范圍及實(shí)現(xiàn)條件。

大型鍛造液壓機(jī)作為基礎(chǔ)工業(yè)的重要裝備，其技術(shù)發(fā)展一直都在同應(yīng)用市場(chǎng)與時(shí)俱進(jìn)。高精度、快速鍛造與速度控制和長(zhǎng)壽命是大型鍛造液壓機(jī)技術(shù)研發(fā)的聚焦點(diǎn)。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓元件及電控技術(shù)的不斷發(fā)展，大型鍛造液壓機(jī)在這些聚焦領(lǐng)域的研發(fā)也有了長(zhǎng)足的進(jìn)步。

液壓系統(tǒng)是大型液壓機(jī)的心臟，心臟運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到液壓機(jī)的性能和壽命。上面提到的技術(shù)研發(fā)聚焦點(diǎn)很大部分歸根到底還是落在液壓系統(tǒng)的研發(fā)上。隨著液壓機(jī)噸位的不斷提升，液壓系統(tǒng)愈發(fā)龐大復(fù)雜。數(shù)量眾多的液壓泵、液壓閥等元件以及超大容量液壓介質(zhì)的運(yùn)行讓液壓機(jī)的維護(hù)工作變得更加復(fù)雜、繁瑣和低效。另一方面，由于投資較大，企業(yè)通常只有一臺(tái)相同噸位的液壓機(jī)，一旦液壓機(jī)出現(xiàn)問(wèn)題，會(huì)對(duì)企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生很大的影響。這些需求都使得液壓機(jī)維護(hù)工作變得越來(lái)越重要，進(jìn)一步激發(fā)了對(duì)液壓系統(tǒng)“預(yù)防性維護(hù)”技術(shù)的研發(fā)。

預(yù)防性維護(hù)的內(nèi)涵

預(yù)防性維護(hù)，顧名思義就是要提前進(jìn)行維護(hù)工作，通過(guò)系統(tǒng)自動(dòng)診斷發(fā)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的潛在故障，做到未雨綢繆，將因故障造成的停機(jī)事故消滅于萌芽狀態(tài)，從而提高液壓機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。

預(yù)防性維護(hù)的功能

要做到提前發(fā)現(xiàn)維護(hù)需求，需要實(shí)現(xiàn)如下功能：

⑴實(shí)時(shí)監(jiān)控。

液壓系統(tǒng)中的液壓元件只有在運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中才會(huì)展現(xiàn)它們的工況，只有通過(guò)一些預(yù)設(shè)條件以及前后工況的對(duì)比才能評(píng)估和發(fā)現(xiàn)潛在的或微小的不正常或故障。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)的必要條件。

⑵歷史追溯及趨勢(shì)判斷。

為了更有效的實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，對(duì)液壓元件歷史工況數(shù)據(jù)的追溯和對(duì)未來(lái)運(yùn)行趨勢(shì)的判斷也同樣必不可少。

預(yù)防性維護(hù)的范圍

對(duì)于鍛造液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)，重要的液壓元件包含：主泵、輔助泵、控制閥及閥塊、冷卻循環(huán)單元等，這些都是預(yù)防性維護(hù)的實(shí)施范圍。同時(shí)，液壓介質(zhì)作為液壓機(jī)的“血液”，其運(yùn)行工況時(shí)刻關(guān)系到液壓機(jī)的正常使用，因此也是預(yù)防性維護(hù)的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。

預(yù)防性維護(hù)的實(shí)施

鍛造有模鍛和自由鍛之分，與此相應(yīng)，鍛造液壓機(jī)也可以清晰地分為模鍛液壓機(jī)和自由鍛液壓機(jī)。相對(duì)于模鍛液壓機(jī)，自由鍛液壓機(jī)具有高速、高頻、高開(kāi)機(jī)率的特點(diǎn)，例如德國(guó)Siempelkamp 公司提供給中國(guó)客戶的壓力機(jī)可以采用高達(dá)125 次／分的頻次進(jìn)行精整。由于速度快、頻次高，某些客戶還要求具備模鍛液壓機(jī)恒速控制的功能，使自由鍛液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)變得更為復(fù)雜。因此，相對(duì)于模鍛液壓機(jī)，自由鍛液壓機(jī)維護(hù)的重要性和難度要求更高。

高速自由鍛液壓機(jī)在行業(yè)內(nèi)又稱為快鍛機(jī)，本文就以快鍛機(jī)為例來(lái)闡述液壓系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)技術(shù)。

實(shí)施的范圍

根據(jù)客戶的定制需要，快鍛機(jī)可以采用不同的結(jié)構(gòu)形式：兩柱或四柱機(jī)架，上壓式或下拉式傳動(dòng)等。本文以四柱上壓式快鍛機(jī)為例，如圖1 所示。

圖1 預(yù)防性維護(hù)實(shí)施的范圍

四柱上壓式快鍛機(jī)頂部、下部及液壓站內(nèi)的液壓元件是實(shí)施的范圍，主要實(shí)施對(duì)象包含：

①主泵及輔助泵；②控制比例閥；③開(kāi)關(guān)閥；④HCF 站。

實(shí)施的方法

⑴實(shí)施的條件。

如今是信息化時(shí)代，眾多功能的實(shí)現(xiàn)皆基于底層的數(shù)據(jù)。為了采集到所需要的數(shù)據(jù)，需要在液壓元件里安裝必要的額外傳感器，這些傳感器的數(shù)據(jù)通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)總線、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)以及PLC 傳輸?shù)娇戾憴C(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中。

⑵實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)。

預(yù)防性維護(hù)的一個(gè)重要功能就是實(shí)時(shí)監(jiān)控，也就是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和界面展示。通過(guò)快鍛機(jī)標(biāo)配的傳感器和額外安裝的傳感器，預(yù)防性維護(hù)系統(tǒng)對(duì)所有實(shí)施的液壓元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，維護(hù)人員通過(guò)系統(tǒng)可以看到液壓元件的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及狀況。這些數(shù)據(jù)同時(shí)會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫(kù)，以供系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用及維護(hù)人員未來(lái)分析使用，如圖2 所示。

圖2 液壓泵實(shí)時(shí)監(jiān)控界面(例)

⑶內(nèi)置評(píng)估準(zhǔn)則。

數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)僅僅是第一步，數(shù)據(jù)的使用才是系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)自身內(nèi)置了一套評(píng)估準(zhǔn)則，通過(guò)內(nèi)置的評(píng)估準(zhǔn)則，系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估，在系統(tǒng)界面上以多種形式給出評(píng)估結(jié)果，例如運(yùn)行狀況、報(bào)警信息、維護(hù)需求、剩余壽命等。這就如同在設(shè)備里內(nèi)置了一個(gè)維護(hù)專家，客戶的維護(hù)人員即使是新手，也可以對(duì)重要液壓元件的運(yùn)行工況一目了然。

如圖3 所示，通過(guò)對(duì)循環(huán)過(guò)濾單元數(shù)據(jù)的評(píng)估，在系統(tǒng)界面上顯示濾芯的剩余壽命。

圖3 在系統(tǒng)界面上顯示濾芯的剩余壽命

⑷歷史曲線。

數(shù)據(jù)采集后，系統(tǒng)的歷史曲線繪制功能會(huì)自動(dòng)激活，在系統(tǒng)界面上可以看到液壓元件工況的歷史曲線，進(jìn)一步掌握液壓元件的運(yùn)行規(guī)律，預(yù)測(cè)其未來(lái)的運(yùn)行趨勢(shì)及運(yùn)行壽命。

結(jié)束語(yǔ)

預(yù)防性維護(hù)技術(shù)可以看作快鍛機(jī)的智能化自檢功能，在快鍛機(jī)自身內(nèi)部建立苗頭性問(wèn)題的早發(fā)現(xiàn)、早提醒、早糾正機(jī)制，從而為客戶的穩(wěn)定生產(chǎn)保駕護(hù)航。目前，前面介紹的預(yù)防性維護(hù)內(nèi)容都已經(jīng)成功運(yùn)用在實(shí)際生產(chǎn)中，成為客戶有力高效的實(shí)用工具；另一方面，隨著客戶對(duì)快鍛機(jī)液壓系統(tǒng)維護(hù)的細(xì)化要求，預(yù)防性維護(hù)技術(shù)仍在進(jìn)一步發(fā)展中，例如對(duì)某些重點(diǎn)部位的實(shí)時(shí)泄露監(jiān)測(cè)等。