液压设备的变周期维护

撰文/高天

■430000 中铁大桥科学研究院有限公司



液压设备的变周期维护

撰文/高天

■430000 中铁大桥科学研究院有限公司

在现代设备维护中，为考虑其经济性，通常引入“设备的经济寿命”这一概念。此概念从设备服务于产能出发，解决了设备实际使用寿命与固有寿命之间的协调关系，但在实际使用中有一定的局限性，会造成维护资源的浪费，使得设备过早退役。因此，如果能根据设备的真实状态来实时维护是最为经济合理的。但从管理角度出发，一定的维护周期必不可少。这样，提出变周期维护来解决这个综合问题。设备的变周期维护是指在防止设备性能劣化和降低设备失效概率的前提下，随着某维护周期的变化而使维护计划相应变化的动态维护，按事先规定的可选计划和相应技术条件的规定而采取的有效管理措施。本文主要以液压设备的变周期维护来作详细说明。经济寿命；维护计划；变周期维护

设备的变周期维护的定义

设备维护的一般定义：设备维修与保养的结合 。为防止设备性能劣化或降低设备失效的概率，按事先规定的计划或相应技术条件的规定进行的技术管理措施。

设备的变周期维护的定义：设备的状态保持周期与维修周期的平衡动态修正。在防止设备性能劣化和降低设备失效概率的前提下，随着某维护周期T的变化而使得维护计划函数Fmaintenance（T）而变化的动态维护，按事先规定的可选计划和相应技术条件的规定进行的技术管理措施。

设备的变周期维护的意义

在现代设备维护概念中，有许多以保障“效益”为目的维护理论，其为了考虑设备维护的经济性，通常引入了“设备的经济寿命”这一概念，把设备置于一个模块化的管理模式中，这一概念从设备服务于产能出发，较好的解决了设备的实际使用寿命与设备本身固有寿命之间的协调关系，使得复杂的经济计算变成较为简单的维护成本计算。但这种维护概念在实际使用中有其一定的局限性，在计划性维护的前提下会造成设备在无故障状态下维护，浪费维护资源，这部分浪费的资源会计算在设备的经济寿命里，使得设备过早退役。在事后维护时浪费了设备的使用时间，仍然会使得设备过早退役。所以这种维护概念比较适合有明确目的及计划的生产设备，安全保障设备。

从上所述可看出，如果设备的维护可以根据设备本身的真实状态来实时维护是最为经济合理的，这样不仅可以保障设备本身的使用效率又可以控制故障风险。但从设备维护的管理上，一定的维护周期又是必须的，毕竟设备无法自主完成这样一个自查过程，最终控制关节的在于管理人员。这样，用设备的变周期维护来较好的解决这个综合问题。

a建立液压设备维护的底层触发事件库

b建立维护数据列表

设备的变周期维护的基本表达式

IF （Fmaintenance（T）=PT ，Fmaintenance（TN）=PN（TA+TN），Fmaintenance（TN）=PN（TA-TN））

这句话的意思为：如果设备这次维护时是计划维护，则下次例行维护周期增长一个设定值。如果设备这次维护时是故障维护，下次例行维护周期在实际维护周期上减少一个设定值。

液压设备的变周期维护

设备种类繁多，这里以液压设备为例来简单说明设备的变周期维护过程。

以24次维护数据为例，滤芯脏与静密封处泄漏有以下图表：

由于实际维护周期与变周期量的曲线基本同步，所以在研究的时候不需要在图表上记录实际维护周期的曲线，只需要设置一个临界值来约束实际维护周期的极限即可。

通过海外酒业市场调查，发现美国、澳大利亚、欧州消费市场、消费人群、消费喜好的消费特征，显示出中国白酒走出国门时的问题：如中外饮食习惯、文化差异导致了壁垒；国内外在对待酒类商品的贸易政策、行业标准上的不对等，对中国白酒的普及和国际化造成一定的限制；白酒价格与消费者购买力的不匹配等。因此，本文借助智猪博弈理论，论证出行业引领者的角色应当由政府或行业协会扮演，从国家级、省级层面去共同打开海外白酒市场。同时，依托中国白酒产业“品牌伞”，打好中国白酒的“文化牌”和“标准牌”，将有助于进一步提高中国白酒的国际竞争力与影响力，加速中国白酒国际化进程。

图表的作用在于监测变周期量是否会小于维护时间。对于一个运行良好的设备来说，变周期量的值在一定的范围内波动，也就是说，一个设备的实际维护周期不可能无限放大增长，也不可触碰维护时间的曲线，其灵敏度取决于对数函数底的取值。当变周期量小于维护时间时，就必须要更换维护方案或是更换设备。以上就构成了一个简单可控的反馈系统。

对于液压设备来说，这种监测方法适合所有的底层事件，但是在使用上要灵活运用，并且需要好的维护计划的支持。

液压设备的变周期维护的技术支持

无论是什么设备，在建立变周期维护方案时，都需要有相应的技术支持，如判断维护处理行为的合理性。一个合理的判断会大大缩短总维护时间，并且使得变周期量稳定在一个较高值。下面详细说明上文中提到了4个底层事件的技术支持。

①滤芯脏；液压设备滤芯根据其用途不同，安装位置也有所不同，所影响的更高级事件也有所不同，但总的来说，其直接影响的高一级别对象都可以归纳为过滤装置，这样就可以对所有过滤装置设置一个同样的基本维护方法，然后再根据各过滤装置的不同用途来分别设置附加维护方法，附加维护方法的级别高于基本维护方法。基本维护方法：暂不处理，实时监测。

附加维护方法：液压控制阀前的过滤装置为立即更换；泵源高压出口的过滤装置为立即更换。

一般来说，过滤装置的状态都可以用压差传感器来监测，即监测滤芯油压与滤芯后油压的差值，如果其差值达到警戒值，则可以说明滤芯处于“滤芯脏”状态，对于液压控制阀与泵源高压出口的过滤装置而言，应立即执行附加维护方法，以此来避免滤芯本身破损，造成大面积的内部油液污染；而对于其它过滤装置来说则可以执行基本维护方法，直到油压差值达到极限值。若果没有压差传感器，则附加维护方法的时间设置一个较小值，不参与到变周期维护；基本维护方法设置一个较小值，执行变周期维护。为减少维护时间，滤芯备件方案是必须执行的。

注意：不参与变周期维护的项目也应该计入到维护数据列表中，只不过其实际维护周期不由变周期量控制，其维护时间计入该类别底层事件的维护时间中。

②静密封处泄漏；静密封处泄漏分为两类故障：压力线上的静密封处泄漏；回油线上的静密封处泄漏。

两类故障的维护方案都是立即更换。之所以要执行立即更换方案是因为其为特殊类型的底事件。特殊类型的底事件在触发时，会越级触发高层事件，甚至直接触发顶事件，所以其优先级是非常高的，但这并不使得其在变周期维护中有特殊的处理方式，相反，这类故障是符合最基本的变周期维护规则的，因为其故障状态与故障触发条件都是唯一的，也因其的突然性，不可预见性。现在处理这类故障的方法都是采用定期维修的方法，以一个极短的维修周期来避免其发生。在需要极大安全保障的液压设备中，这是基本合理的（但也不排除由于维护本身的错误而造成的巨大损害，最优方法应该是关键节点进行串联保护，这里不再详细说明），但对于一般液压设备而言，这会造成巨大的资源浪费。

为了平衡维护费用，应该将回油线上的静密封处泄漏以标准的变周期维护处理；对于压力线上的静密封泄漏则设置上限阀值即可。但在维护方案上却是有必须的优先级别的，压力线的静密封处泄漏是不允许有缓冲时间的，例如吊机，如果起吊过程中发生此故障则应立即将吊物落回地面；而回油线上的静密封处泄漏却是有缓冲时间的，例如吊机，如果起吊过程中发生此故障则可以依情况先完成起吊任务。为减少维护时间，密封件备件方案是必须执行的。

③活塞杆深划痕；此类故障也属于特殊类底事件，并且还会影响其它同级别的底事件。

主要影响分为三个原因：使得污染物藏于划痕内避过挡尘措施直接进入油路系统内，增加过滤装置的负担；使得硬物颗粒避过挡尘措施，划伤动密封；使得杆件力学疲劳性能下降，降低寿命。

此类故障无法使用变周期维护，从维护成本上，此类底层事件的维护可以列入大修范围之内，且维护周期较长，此类故障只能做好保护措施，以预防为主。

④开放式油箱防尘装置故障。此类故障是最基本的底事件故障，其只会触发所对应的下一高级别的故障。一般这种故障所触发的高级别故障都是累积产生的，并不会突然发生。所以，这种故障可以使用最基本的变周期维护方案。

液压设备的变周期维护的总结

通过以上论述，可得以下总结：

液压设备的变周期维护适用于底层事件的故障维护，不适用于高级事件的故障维护；特适用于带有积累特性的故障维护，可以对突发性故障维护，不适合对极重安全与完全没有监测手段的故障维护；适用于维护计划完整液压设备。液压设备的变周期维护的优势在于，其执行维护的周期是根据液压设备本身的性能来决定的，而不是推断评估的，这样可以发挥其本身的最大经济效益，直到其产能无法满足要求。液压设备的变周期维护的缺点在于，对维护人员的技术要求较高，无法实现全自动机械化管理；其次要求液压设备本身有各项监测传感器，提高了初始购买设备的成本。

总之，液压设备的变周期维护对于高成本的液压设备而言，无论是局部，还是全部采用，都有其它固定维护方案所没有的资源节约优势，尤其是对于大批量的同类型液压设备而言，可以有效的建立参考数据库，对日后设备的优化及升级提供有力的帮助。

参考：

［1］姚冠新，陈骏.设备管理与维修（第2版）.化学工业出版社，2010

［2］［美］ Michael G. Pecht.可靠性工程基础.电子工业出版社，2011

作者简介：

高天，男，出生年月：1987.4.7，籍贯：湖北省武汉市，职称：助理工程师，研究方向：设备维护管理。