軋鋼機液壓系統(tǒng)故障及應(yīng)對措施分析

魏洪濤

（萊蕪鋼鐵集團銀山型鋼有限公司板帶廠，萊蕪 271104）

1 保障軋鋼機液壓系統(tǒng)安全的概念和意義

我國軋鋼機液壓系統(tǒng)的整體水平與歐美發(fā)達國家相比，仍然有較大差距，這在很大程度上限制和制約了中國精細工程液壓機械產(chǎn)品出口。提升工程液壓機械的實力，不僅僅在國際化方向發(fā)展，轉(zhuǎn)變大型化、連續(xù)化、高速化、自動化、功能多樣化的生產(chǎn)要求是現(xiàn)下我國相關(guān)生產(chǎn)體系的統(tǒng)一發(fā)展方向。液壓機械設(shè)備的“大腦”取決于液壓系統(tǒng)的良好運行，一旦發(fā)生故障，難以預(yù)計的經(jīng)濟損失將遠大于現(xiàn)實生活所能接觸到的價值。軋鋼機液壓設(shè)備組成的液壓系統(tǒng)的領(lǐng)導(dǎo)元件是具有重要地位的核心配件，其故障將不僅僅是造成設(shè)備癱瘓，而且會導(dǎo)致機械壽命縮減，因此，需要保證機械液壓設(shè)備的正常工作。

2 造成軋鋼機液壓設(shè)備故障的問題

2.1 設(shè)備監(jiān)控制度落后及處理辦法

國外進行液壓機械故障診斷的尖端國家多選擇用電子信息技術(shù)作為監(jiān)控手段，用人工智能技術(shù)、現(xiàn)代仿真理論和網(wǎng)絡(luò)維修為界點，構(gòu)建起在線維護平臺、智能管家診斷手段，打破監(jiān)控人機分離困難的問題。但我國對此方面仍處于研發(fā)階段。以北美為首的工業(yè)化發(fā)達則國家認為，信息化和智能化可在本世紀20年代以后在軋鋼機液壓機械的信息化和智能化方向投入實際使用。如開發(fā)的裝載智能機都安裝有人工智能監(jiān)控系統(tǒng)，用以監(jiān)控機械內(nèi)的液壓缸的液面高度、機械液壓油溫和壓力等在內(nèi)的多項參數(shù)。不僅具有故障診斷能力，還可向總機發(fā)出報警信息的系統(tǒng)在國外大型無人流水作業(yè)時取得優(yōu)異的故障診斷和作業(yè)狀態(tài)監(jiān)控成績。相比之下，中國國內(nèi)軋鋼機液壓機械故障頻繁發(fā)生，診斷技術(shù)仍采用傳統(tǒng)人工監(jiān)控。針對這一情形，國產(chǎn)的許多大中型機械生產(chǎn)商在吸取國外核心技術(shù)的基礎(chǔ)上采用研發(fā)了我國特色的液壓設(shè)備，例如，基于海爾集團的遠程電子監(jiān)控故障診斷平系統(tǒng)。面對易燃、易爆的工作運轉(zhuǎn)情況，及時開展故障會診，將有害物質(zhì)及時遏制，并對此作出故障的反思總結(jié)。液壓缸的重量、體積影響了其慣性力度、功率效率、工作狀態(tài)模式，依據(jù)此類液壓電子設(shè)備可實現(xiàn)大范圍內(nèi)的無縫快速調(diào)控。

2.2 設(shè)備外在環(huán)境影響下的故障問題及處理辦法

由于機械液壓系統(tǒng)本身具有封閉性，在通電作業(yè)的過程中直接觀察差性，比熱容過大的參數(shù)易導(dǎo)致其故障多發(fā)，金屬容器和運輸管道的隱蔽性低等原因，使軋鋼機液壓系統(tǒng)故障診斷頻率高發(fā)。據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計，由于人為的操作因素導(dǎo)致在工程作業(yè)中34%以上的故障都是由液壓不穩(wěn)造成的。因此，如何保證軋鋼機機械液壓系統(tǒng)的安全運行，已經(jīng)成為業(yè)界的一個公共安全共識。

傳統(tǒng)流水作業(yè)在進行作業(yè)時總是忽視設(shè)備管道的管理，從而導(dǎo)致設(shè)備發(fā)生故障時高速流體對壁管的沖擊過大，以致摩擦力度不斷加大，在沖刷力度無法人為控制的結(jié)果下發(fā)生故障，造成更大的經(jīng)濟損失。據(jù)統(tǒng)計，我國軋鋼機機械故障發(fā)生率中，液壓系統(tǒng)管孔故障占15%～35%，遠高于發(fā)動機故障，甚至導(dǎo)致傳動系統(tǒng)故障。而在現(xiàn)實環(huán)境中，我國工業(yè)多在珠三角洲等發(fā)達地區(qū)，但造成設(shè)備故障的絕大多數(shù)原因中65%以上的問題來自于壁管破裂，導(dǎo)致實際維修時間占作業(yè)時長11.3%以上。由此可見，在嚴寒的季節(jié)對軋鋼機液壓系統(tǒng)進行保障，不僅僅是監(jiān)測一項工作。更為重要的是，保證液壓缸的價值、液壓系統(tǒng)的正常工作，一個恒溫的作業(yè)環(huán)境尤為重要。

2.3 維修保障工作的不到位及處理辦法

在軋鋼機機械的日常維修工作中，液壓配件裝卸不當造成的故障占有很大比例。在發(fā)動機的故障中由此引發(fā)的后續(xù)問題比比皆是，由于液壓缸密封件的封閉效果取決于液壓系統(tǒng)的液面壓力，因此，作業(yè)裝置維修不當容易發(fā)生重大故障。在整個液壓系統(tǒng)故障中占比13.7%或15.2%。由于零部件長期使用，在容積內(nèi)部傳動元件過程中，摩擦磨損會導(dǎo)致密封體積擴大，進而導(dǎo)致內(nèi)壓升高，液壓缸內(nèi)的熱傳遞能量不斷增強，是造成軋鋼機液壓系統(tǒng)故障的原因之一。因此，為使軋鋼機減少損耗，延長適用壽命，必須長期維修、更換使用了各種密封條件高的元件。但由于軋鋼機老化程度快，在裝配時容易發(fā)生工人貼合不嚴密，造成元件突發(fā)失效，液壓缸內(nèi)泄漏或外泄漏的情況發(fā)生，嚴重時會導(dǎo)致環(huán)境污染。

對此，在更換全自動、半自動的工程機械配件時，當其嚴格符合液壓系統(tǒng)的規(guī)范要求，尤其是當液壓系統(tǒng)動力源損壞時，采用安裝工具要盡量減少液壓閥等銜接部位的管頭數(shù)量。對于比較明顯的外泄漏部位可通過使用油脂潤滑減少摩擦損傷。對于內(nèi)部不易發(fā)現(xiàn)的內(nèi)泄漏，保障工作可以采納改善液壓缸的密封件材料，加大回油管上的流量沖擊力度的安全性，通過檢測液體流速效率來判斷是否存在內(nèi)泄漏問題。

2.4 元件材料使用不當及處理辦法

材料腐蝕是液壓系統(tǒng)的常見問題，但高精度的機械軋鋼機價格昂貴，在工程系統(tǒng)的串接下，安全運輸無形中增大了系統(tǒng)的壓力，進而易發(fā)生損失。但安裝高精密的元件有利于減少震動引起的故障。根據(jù)液壓壓力信號的反饋，沖擊力度流量過大的機械使用加工較簡單的原材料比價格昂貴的配件使用壽命更短。然而，根據(jù)流體傳動理論可知，液壓內(nèi)泄漏會影響液壓缸動態(tài)壓力上升速度。因此，設(shè)計時適用膨脹效果好、密封效果高、精密系數(shù)大的機械液壓設(shè)備，可能會在液壓缸內(nèi)泄漏發(fā)生故障時將損失降到最低值。而實際上，我國部分企業(yè)采用價格相對便宜的設(shè)備，導(dǎo)致事故不斷發(fā)生。這遠不是壓力信號能夠阻止的。在容易受到液壓控制薄弱的環(huán)節(jié)更要加大金屬材料的延展極限，減少內(nèi)部設(shè)備損害的影響。

另外，通常在箱面的結(jié)合處，減少壓力是安全信號預(yù)防內(nèi)軋鋼機故障的主要措施。接合面不平整是造成機械液壓設(shè)備大故障一個關(guān)鍵問題。質(zhì)量不合格，制造缺陷加大了使用磨損力度，因此從使用不合質(zhì)量的機械液壓設(shè)備造成的故障分析來看，最常見的問題是材料組織密度大、壁孔斷裂易出現(xiàn)氣孔等。通過保養(yǎng)設(shè)備的外在特征，如加大保養(yǎng)最大值、減少磨損最小值、保持恒溫值，可有效提高設(shè)備的使用頻率值。根據(jù)峰值計算，絕大多數(shù)故障特征采用一些簡單保養(yǎng)方法，如果使用得當，會取得較好的效果。事實上，平常采用此類方法進行進行故障診斷多是具有一個直觀分析能力的大型企業(yè)。對于企業(yè)效益參數(shù)值低，分布在我國三、四線的城市工業(yè)體系落后的小企業(yè)，隨時代進步卻依然無法采用高精密儀器，可以直接利用的往往是大型企業(yè)淘汰的機械液壓設(shè)備。面對出現(xiàn)的故障，無法及時更換的問題中，許多問題是由于設(shè)備低配及修理手段不全面，而且更新?lián)Q代周期緩慢，如二手液壓缸和液壓馬達的重復(fù)使用，在作業(yè)時導(dǎo)致故障頻率增大。因此，液壓設(shè)備與企業(yè)效益掛鉤，使用安全性能高的精密儀器，減少機械液壓設(shè)備的泄露，是減少故障的第一注意事項。

3 結(jié)語

本文從采取預(yù)防和后續(xù)處理方面系統(tǒng)討論了關(guān)于如何處理軋鋼機液壓設(shè)備故障的一些方法。重點對對軋鋼機液壓機械內(nèi)如何正確使用設(shè)備系統(tǒng)作出了簡單闡述，全面分析了軋鋼機設(shè)備內(nèi)部因壓力上升或下降速率會受到信號處理的影響。因此，可根據(jù)“數(shù)形結(jié)合”思想，舉一反三地對壓力信號和位移信號分別進行分析，排除故障導(dǎo)致漏量的各種因素，將所得數(shù)據(jù)歸一化處理，該處理結(jié)果有利于指導(dǎo)實際工程應(yīng)用，構(gòu)建“軋鋼機械液壓缸故障應(yīng)對系統(tǒng)”，實現(xiàn)軋鋼機械液壓故障的有效性處理。

[1]黃志堅，袁周.液壓設(shè)備故障診斷與監(jiān)測實用技術(shù)[M].北京：機械工業(yè)出版社，2005：10.

[2]谷立臣.機械信號處理及應(yīng)用[M].西安：陜西科學(xué)技術(shù)出版社，2000：7.