大型快鍛機液壓系統的預防性維護

大型鍛造液壓系統的預防性維護技術可以視作壓力機本身的智能化自檢，其內涵就是盡早發現液壓系統的潛在故障，將可能因故障造成的停機消滅在萌芽狀態。本文以大型快鍛機為例，介紹了預防性維護技術的內涵、功能、實施范圍及實現條件。

自1994年Kido[1]制備了第一個白色有機電致發光器件(White Organic Light-emitting Devices, WLOED)以來，越來越多的科研人員投入到WOLED的研究中.影響白光器件性能的主要因素有藍光部分的效率和壽命等，而高效的藍光器件是得到高效的白光器件的基礎和關鍵[2]，也是推動WOLED實現大規模產業化和應用的基礎和關鍵因素.

大型鍛造液壓機作為基礎工業的重要裝備，其技術發展一直都在同應用市場與時俱進。高精度、快速鍛造與速度控制和長壽命是大型鍛造液壓機技術研發的聚焦點。伴隨著計算機技術、液壓元件及電控技術的不斷發展，大型鍛造液壓機在這些聚焦領域的研發也有了長足的進步。

液壓系統是大型液壓機的心臟，心臟運行的好壞直接關系到液壓機的性能和壽命。上面提到的技術研發聚焦點很大部分歸根到底還是落在液壓系統的研發上。隨著液壓機噸位的不斷提升，液壓系統愈發龐大復雜。數量眾多的液壓泵、液壓閥等元件以及超大容量液壓介質的運行讓液壓機的維護工作變得更加復雜、繁瑣和低效。另一方面，由于投資較大，企業通常只有一臺相同噸位的液壓機，一旦液壓機出現問題，會對企業的生產產生很大的影響。這些需求都使得液壓機維護工作變得越來越重要，進一步激發了對液壓系統“預防性維護”技術的研發。

在國內，通過查閱大量資料，發現對這方面的研究相對較少，祝衍軍［3］在《“政校行企”四方聯動模式下的高職院校兼職教師建設探究》中以東莞職業技術學院為例，針對兼職教師隊伍建設實踐過程中出現的問題，提出了如何在“政校行企”四方聯動模式下更好地整合社會教育資源，以加強高職院校的兼職教師建設。費云生［4］在《高職教師能力素養培養策略探究》中認為，在高職院校的教育中，教師應該依據高職教育學生的職業性特征，進行學生的培養工作，同時將教師的素質培養作為教育工作的重點。

預防性維護的內涵

為了更有效的實現預防性維護，對液壓元件歷史工況數據的追溯和對未來運行趨勢的判斷也同樣必不可少。

預防性維護的功能

根據客戶的定制需要，快鍛機可以采用不同的結構形式：兩柱或四柱機架，上壓式或下拉式傳動等。本文以四柱上壓式快鍛機為例，如圖1 所示。

⑴實時監控。

通過數據分析，結合產品總出成和綜合售價兩個方面的綜合考慮，在毛雞只重為5.10×500g時，有相對較高的總出成和最高的綜合售價。所以，確定車間肉雞屠宰中毛雞的最佳只重為5.10×500g，對養殖端的毛雞養殖的最佳只重范圍提供一定理論依據，進而對屠宰車間的最大化價值生產提供一定的原料支持。

液壓系統中的液壓元件只有在運轉過程中才會展現它們的工況，只有通過一些預設條件以及前后工況的對比才能評估和發現潛在的或微小的不正常或故障。因此，實時監控是實現預防性維護的必要條件。

⑵歷史追溯及趨勢判斷。

預防性維護，顧名思義就是要提前進行維護工作，通過系統自動診斷發現液壓系統的潛在故障，做到未雨綢繆，將因故障造成的停機事故消滅于萌芽狀態，從而提高液壓機的穩定性和安全性。

預防性維護的范圍

在眾多商業IP（如Altera和Xilinx）中由于反正切和正余弦函數是分開的，導致在使用時面積較大。而本文所提出基于CORDIC算法三角函數加速核的最大特點是以資源共享方式共享了反正切和正余弦函數的迭代部分，用與實現單一函數IP差不多的資源開銷，以16級流水線結構實現了兩個函數的功能，其流水線結構如圖2所示。

預防性維護的實施

鍛造有模鍛和自由鍛之分，與此相應，鍛造液壓機也可以清晰地分為模鍛液壓機和自由鍛液壓機。相對于模鍛液壓機，自由鍛液壓機具有高速、高頻、高開機率的特點，例如德國Siempelkamp 公司提供給中國客戶的壓力機可以采用高達125 次／分的頻次進行精整。由于速度快、頻次高，某些客戶還要求具備模鍛液壓機恒速控制的功能，使自由鍛液壓機的液壓系統變得更為復雜。因此，相對于模鍛液壓機，自由鍛液壓機維護的重要性和難度要求更高。

高速自由鍛液壓機在行業內又稱為快鍛機，本文就以快鍛機為例來闡述液壓系統的預防性維護技術。

2015年藥典中，液相－電感耦合等離子體質譜聯用法（HPLC－ICP－MS）是常見測定方法之一。由于HPLC－ICP－MS是一種新型元素和同位素分析技術，具有檢出限低、動態線性范圍寬、干擾少、分析精密度高和分析速度快等優點，可同時完成多元素測定，具有極高的檢測效率，是痕量、超痕量元素分析領域最先進的方法之一［9，10］。 因此，采用 HPLC－ICP－MS手段對中藥重金屬含量進行測定，進而采取質量控制手段，對于規范中藥采集、運輸、加工飲片及制劑過程中可能引入的重金屬進行監控和規范有重要的現實意義。

對于鍛造液壓機的液壓系統，重要的液壓元件包含：主泵、輔助泵、控制閥及閥塊、冷卻循環單元等，這些都是預防性維護的實施范圍。同時，液壓介質作為液壓機的“血液”，其運行工況時刻關系到液壓機的正常使用，因此也是預防性維護的重點關注內容。

實施的范圍

要做到提前發現維護需求，需要實現如下功能：

運用圖像采集法收集數據并計算，運用MATLAB以及最小二乘法擬合處理數據，將實際中的不規則曲線用二次或者三次多項式來代替.使數據更加容易進行后期處理與加工使用.根據得到的臀部運動曲線進行機構設計，運用多個位置的函數關系得出液壓桿的長度與時間的關系，實現裝置的控制.最終對產品進行具體設計，使其完整.

①主泵及輔助泵；②控制比例閥；③開關閥；④HCF 站。

基于上述討論,本文設計了一款實驗用四頻帶帶通濾波器。濾波器基板的相對介電常數為2.33,厚度為0.8 mm,機械尺寸小于21 mm×32 mm,大約為0.18λg×0.13λg,其中λg表示濾波器第一通帶中心頻率處的基板上的導波波長。

四柱上壓式快鍛機頂部、下部及液壓站內的液壓元件是實施的范圍，主要實施對象包含：

實施的方法

⑴實施的條件。

如今是信息化時代，眾多功能的實現皆基于底層的數據。為了采集到所需要的數據，需要在液壓元件里安裝必要的額外傳感器，這些傳感器的數據通過現場總線、網絡系統以及PLC 傳輸到快鍛機的數據庫中。

⑵實時數據采集和存儲。

預防性維護的一個重要功能就是實時監控，也就是實時數據的采集和界面展示。通過快鍛機標配的傳感器和額外安裝的傳感器，預防性維護系統對所有實施的液壓元件進行實時監控，維護人員通過系統可以看到液壓元件的實時運行數據及狀況。這些數據同時會自動存儲于數據庫，以供系統數據應用及維護人員未來分析使用，如圖2 所示。

⑶內置評估準則。

數據的采集和存儲僅僅是第一步，數據的使用才是系統的核心。系統自身內置了一套評估準則，通過內置的評估準則，系統對采集的數據進行自動評估，在系統界面上以多種形式給出評估結果，例如運行狀況、報警信息、維護需求、剩余壽命等。這就如同在設備里內置了一個維護專家，客戶的維護人員即使是新手，也可以對重要液壓元件的運行工況一目了然。

如圖3 所示，通過對循環過濾單元數據的評估，在系統界面上顯示濾芯的剩余壽命。

⑷歷史曲線。

數據采集后，系統的歷史曲線繪制功能會自動激活，在系統界面上可以看到液壓元件工況的歷史曲線，進一步掌握液壓元件的運行規律，預測其未來的運行趨勢及運行壽命。

結束語

預防性維護技術可以看作快鍛機的智能化自檢功能，在快鍛機自身內部建立苗頭性問題的早發現、早提醒、早糾正機制，從而為客戶的穩定生產保駕護航。目前，前面介紹的預防性維護內容都已經成功運用在實際生產中，成為客戶有力高效的實用工具；另一方面，隨著客戶對快鍛機液壓系統維護的細化要求，預防性維護技術仍在進一步發展中，例如對某些重點部位的實時泄露監測等。