冶金機械液壓系統運行可靠性研究

柳小樂

摘? 要：近年來，液壓行業通過與國外技術先進公司的合作，技術水平有了很大改觀，但整體水平仍然與國外有較大差距。需要結合液壓系統特點，確定設計優化要點，從不同環節出發，采取合理的措施進行優化，減少系統故障的發生。基于此，本文對冶金機械液壓系統的組成以及冶金機械液壓系統運行可靠性的措施進行了分析。

3.3 維修階段控制

冶金機械液壓系統維修階段的優化，主要目的就是降低系統故障后，診斷與處理難度。因此應盡量選擇用互換性好的標準化零部件，提高系統拆裝的便利性，降低各部件拆裝的難度，并且裝配配對要易于識別。同時，對于易出現故障的部位，周圍應預留出足夠的檢測空間與維修空間，在維修某零部件時，盡量不要對周圍部件造成影響。

3.4 硬件設計

冶金機械液壓系統硬件設計的關鍵就是控制器，以模擬量方式有效控制冶金機械液壓系統的邏輯，接著正確處理和運算數據，設定電位計輸出信號的轉速，然后經過處理輸入控制器。模式轉換信號、壓力開關信號可以直接進入輸入控制器。結合控制器的運行狀態，對信號進行統計處理，利用功率、光電隔離和分頻方法，經過轉速傳感器、發動機和比例閥的處理，最后輸入控制器。控制器是整個冶金機械液壓系統電控部門的關鍵元件，它直接決定了硬件系統的使用性能。對于內部CPU模塊，最好設置微處理器，降低冶金機械液壓系統的運行功耗，確保其安全性和實用性。同時，控制器必須滿足抗電磁干擾、防震、防水、耐高溫等需求，設計1個CAN-BUS總線接口、1個模擬量輸出點、3個開關量輸出點、2個轉速輸入點、6個開關量輸入點和4個模擬輸入點，而且還必須控制存儲量容量、開關量最大電流、電位計電源電壓、輸入端頻率范圍和模擬量輸入電壓范圍等。

3.5 系統污染控制

液壓油污染對系統可靠性具有很大影響，大部分系統故障是由液壓油污染誘發，因此在使用與維修階段，需要重點做好對液壓系統清潔度的控制，將管理措施落實到生產、配置、適用與維修等不同階段。系統裝配前需要對管路、郵箱、接頭以及液壓元件等進行全面清潔，尤其是液壓集成閥塊，需要徹底清除掉其內部油道表面存有的尖角與毛刺。裝配完成后則應對整個系統進行沖洗，對系統內殘留的污染物進行全面清除。

3.6 電液比例減壓閥設計

電液比例減壓閥設計的重點是精度和速度控制。與普通液壓閥相比，雖然冶金機械液壓系統的應用功能更加完整，但是，存在信號不足的情況，這會直接影響比例閥的驅動。因此，在冶金機械液壓系統可靠性設計中，對于電液比例減壓閥，要安置配套的電子放大器，增強控制器的輸出信號。同時，冶金機械液壓系統為了保持恒定的電磁引力，要根據比例磁鐵恒定氣隙計算電流平均值。為了保證負載力和電磁力的平衡性，應充分發揮電液比例閥結構簡單、響應速度快等優點，優化斬波頻率、線圈電阻、靈敏度、重復精度、滯環、線圈電阻、電源和最大流量等基本參數。

3.7 維修階段控制

冶金機械液壓系統維修階段的優化，主要目的就是降低系統故障后，診斷與處理難度。因此應盡量選擇用互換性好的標準化零部件，提高系統拆裝的便利性，降低各部件拆裝的難度，并且裝配配對要易于識別。同時，對于易出現故障的部位，周圍應預留出足夠的檢測空間與維修空間，在維修某零部件時，盡量不要對周圍部件造成影響。另外，提高系統故障可檢測性，在設計階段根據故障模式與影響分析，確定故障樹圖，便于后期故障的查找與診斷，提高故障處理的效率，降低故障影響范圍。

3.8 做好冶金機械液壓系統主油泵設計

主油泵是冶金機械液壓系統實現功能的基本裝置，設計主油泵時，要確定控制方式、泵體結構方式、油泵工作方式等相關參數，以便有效控制出口狀態、鏈接方式，進而有效確保主油泵的可靠性，實現冶金機械液壓系統的連續、穩定與安全運行。主油泵設計要確定輔助結構、側支線路的連接方式和吸油線路，進而穩定主油泵的運行狀況，保障主油泵功能的穩定性和可靠性，保障冶金機械液壓系統整體運行安全。主油泵設計要考慮溫度控制，要通過PLC、中控設備、功能繼電器等保障主油泵的溫度穩定，以導油、通電、冷卻等方式實現對主油泵、油液溫度的全面調節和控制。主油泵設計還要考慮空腔吸油產生的油泵運行連續性和安全性問題，要在主油泵體系中設置蓄能器、溢流閥、齒輪泵等關鍵設備和裝置，全面控制油泵的壓力和流量，防止出現主油泵空腔吸油問題，進而穩定主油泵的壓力、排量和溫度，提升冶金機械液壓系統的可靠性。

3.9 規范生產、安裝操作流程

為控制冶金機械液壓系統的污染現象，需要生產安裝環節的操作人員進行規范化操作。生產廠商根據已存在的普遍污染來源和自身生產效益考慮是否更換生產工藝，在冶金機械材料零件的選取上能否替換成耐高溫的其他種類鋼材，為規避作業環境中空氣和水進入到液壓系統內部發生污染，是否可以借鑒其他產業對機械密封性的設計，如無縫一體化設計，降低污染源進入機械的概率。為延長機械使用壽命，生產企業需要在運行安裝初期對機械內部進行清洗，嚴格按照國家相關規范和施工標準進行設備組裝，減少對液壓系統內油液的污染。生產和實際操作部門可就如何規范操作形成紙質的書面報告，對操作人員進行定期培訓考核，前端保證操作流程的規范，對污染物在初期進入機械系統進行有效控制。生產廠商也可對系統內因生產操作造成系統內滯留固體顆粒污染設計開發出檢驗程序或檢驗設備。對出廠生產工作階段性完成之后，操作人員利用此段程序對設備進行檢查，通過階段性清理降低可能存在的固體污染物對系統的污染，實現中期通過規范的生產、安裝流程實現對污染物的控制。

4 結束語

可靠性是冶金機械液壓系統設計工作的基本要求，是決定生產及設備正常運轉的前提。既要考慮系統內部的穩定性與功能性，也要考慮系統外部的可靠性、安全性和連續性，需從平衡冶金機械液壓系統的輸入和輸出、系統和節點等方面出發，做到對系統制造、運行和維護的全面覆蓋，在提高設計水平的同時，強化和提升冶金機械液壓系統的適應能力和工作效率。

參考文獻：[1]楊志軍.冶金機械液壓污染原因分析與控制方法[J].設備管理與維修，2019（12）：201-203.DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2019.06D.110.