文／呂洪亮·Siempelkamp 辛北爾康普北京辦公室

大型鍛造液壓系統(tǒng)的預防性維護技術可以視作壓力機本身的智能化自檢，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消滅在萌芽狀態(tài)。本文以大型快鍛機為例，介紹了預防性維護技術的內(nèi)涵、功能、實施范圍及實現(xiàn)條件。

大型鍛造液壓機作為基礎工業(yè)的重要裝備，其技術發(fā)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(fā)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(fā)展，大型鍛造液壓機在這些聚焦領域的研發(fā)也有了長足的進步。

液壓系統(tǒng)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(fā)聚焦點很大部分歸根到底還是落在液壓系統(tǒng)的研發(fā)上。隨著液壓機噸位的不斷提升，液壓系統(tǒng)愈發(fā)龐大復雜。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(yè)通常只有一臺相同噸位的液壓機，一旦液壓機出現(xiàn)問題，會對企業(yè)的生產(chǎn)產(chǎn)生很大的影響。這些需求都使得液壓機維護工作變得越來越重要，進一步激發(fā)了對液壓系統(tǒng)“預防性維護”技術的研發(fā)。

預防性維護的內(nèi)涵

預防性維護，顧名思義就是要提前進行維護工作，通過系統(tǒng)自動診斷發(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事故消滅于萌芽狀態(tài)，從而提高液壓機的穩(wěn)定性和安全性。

預防性維護的功能

要做到提前發(fā)現(xiàn)維護需求，需要實現(xiàn)如下功能：

⑴實時監(jiān)控。

液壓系統(tǒng)中的液壓元件只有在運轉(zhuǎn)過程中才會展現(xiàn)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(fā)現(xiàn)潛在的或微小的不正常或故障。因此，實時監(jiān)控是實現(xiàn)預防性維護的必要條件。

⑵歷史追溯及趨勢判斷。

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

預防性維護的范圍

對于鍛造液壓機的液壓系統(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，這些都是預防性維護的實施范圍。同時，液壓介質(zhì)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(nèi)容。

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(tǒng)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(yè)內(nèi)又稱為快鍛機，本文就以快鍛機為例來闡述液壓系統(tǒng)的預防性維護技術。

實施的范圍

根據(jù)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。

圖1 預防性維護實施的范圍

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

①主泵及輔助泵；②控制比例閥；③開關閥；④HCF 站。

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(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)通過現(xiàn)場總線、網(wǎng)絡系統(tǒng)以及PLC 傳輸?shù)娇戾憴C的數(shù)據(jù)庫中。

⑵實時數(shù)據(jù)采集和存儲。

預防性維護的一個重要功能就是實時監(jiān)控，也就是實時數(shù)據(jù)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(tǒng)對所有實施的液壓元件進行實時監(jiān)控，維護人員通過系統(tǒng)可以看到液壓元件的實時運行數(shù)據(jù)及狀況。這些數(shù)據(jù)同時會自動存儲于數(shù)據(jù)庫，以供系統(tǒng)數(shù)據(jù)應用及維護人員未來分析使用，如圖2 所示。

圖2 液壓泵實時監(jiān)控界面(例)

⑶內(nèi)置評估準則。

數(shù)據(jù)的采集和存儲僅僅是第一步，數(shù)據(jù)的使用才是系統(tǒng)的核心。系統(tǒng)自身內(nèi)置了一套評估準則，通過內(nèi)置的評估準則，系統(tǒng)對采集的數(shù)據(jù)進行自動評估，在系統(tǒng)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(nèi)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(huán)過濾單元數(shù)據(jù)的評估，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自動激活，在系統(tǒng)界面上可以看到液壓元件工況的歷史曲線，進一步掌握液壓元件的運行規(guī)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(nèi)部建立苗頭性問題的早發(fā)現(xiàn)、早提醒、早糾正機制，從而為客戶的穩(wěn)定生產(chǎn)保駕護航。目前，前面介紹的預防性維護內(nèi)容都已經(jīng)成功運用在實際生產(chǎn)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(tǒng)維護的細化要求，預防性維護技術仍在進一步發(fā)展中，例如對某些重點部位的實時泄露監(jiān)測等。