冶金机械液压系统运行可靠性研究

柳小乐

摘  要：近年来，液压行业通过与国外技术先进公司的合作，技术水平有了很大改观，但整体水平仍然与国外有较大差距。需要结合液压系统特点，确定设计优化要点，从不同环节出发，采取合理的措施进行优化，减少系统故障的发生。基于此，本文对冶金机械液压系统的组成以及冶金机械液压系统运行可靠性的措施进行了分析。

3.3 维修阶段控制

冶金机械液压系统维修阶段的优化，主要目的就是降低系统故障后，诊断与处理难度。因此应尽量选择用互换性好的标准化零部件，提高系统拆装的便利性，降低各部件拆装的难度，并且装配配对要易于识别。同时，对于易出现故障的部位，周围应预留出足够的检测空间与维修空间，在维修某零部件时，尽量不要对周围部件造成影响。

3.4 硬件设计

冶金机械液压系统硬件设计的关键就是控制器，以模拟量方式有效控制冶金机械液压系统的逻辑，接着正确处理和运算数据，设定电位计输出信号的转速，然后经过处理输入控制器。模式转换信号、压力开关信号可以直接进入输入控制器。结合控制器的运行状态，对信号进行统计处理，利用功率、光电隔离和分频方法，经过转速传感器、发动机和比例阀的处理，最后输入控制器。控制器是整个冶金机械液压系统电控部门的关键元件，它直接决定了硬件系统的使用性能。对于内部CPU模块，最好设置微处理器，降低冶金机械液压系统的运行功耗，确保其安全性和实用性。同时，控制器必须满足抗电磁干扰、防震、防水、耐高温等需求，设计1个CAN-BUS总线接口、1个模拟量输出点、3个开关量输出点、2个转速输入点、6个开关量输入点和4个模拟输入点，而且还必须控制存储量容量、开关量最大电流、电位计电源电压、输入端频率范围和模拟量输入电压范围等。

3.5 系统污染控制

液压油污染对系统可靠性具有很大影响，大部分系统故障是由液压油污染诱发，因此在使用与维修阶段，需要重点做好对液压系统清洁度的控制，将管理措施落实到生产、配置、适用与维修等不同阶段。系统装配前需要对管路、邮箱、接头以及液压元件等进行全面清洁，尤其是液压集成阀块，需要彻底清除掉其内部油道表面存有的尖角与毛刺。装配完成后则应对整个系统进行冲洗，对系统内残留的污染物进行全面清除。

3.6 电液比例减压阀设计

电液比例减压阀设计的重点是精度和速度控制。与普通液压阀相比，虽然冶金机械液压系统的应用功能更加完整，但是，存在信号不足的情况，这会直接影响比例阀的驱动。因此，在冶金机械液压系统可靠性设计中，对于电液比例减压阀，要安置配套的电子放大器，增强控制器的输出信号。同时，冶金机械液压系统为了保持恒定的电磁引力，要根据比例磁铁恒定气隙计算电流平均值。为了保证负载力和电磁力的平衡性，应充分发挥电液比例阀结构简单、响应速度快等优点，优化斩波频率、线圈电阻、灵敏度、重复精度、滞环、线圈电阻、电源和最大流量等基本参数。

3.7 维修阶段控制

冶金机械液压系统维修阶段的优化，主要目的就是降低系统故障后，诊断与处理难度。因此应尽量选择用互换性好的标准化零部件，提高系统拆装的便利性，降低各部件拆装的难度，并且装配配对要易于识别。同时，对于易出现故障的部位，周围应预留出足够的检测空间与维修空间，在维修某零部件时，尽量不要对周围部件造成影响。另外，提高系统故障可检测性，在设计阶段根据故障模式与影响分析，确定故障树图，便于后期故障的查找与诊断，提高故障处理的效率，降低故障影响范围。

3.8 做好冶金机械液压系统主油泵设计

主油泵是冶金机械液压系统实现功能的基本装置，设计主油泵时，要确定控制方式、泵体结构方式、油泵工作方式等相关参数，以便有效控制出口状态、链接方式，进而有效确保主油泵的可靠性，实现冶金机械液压系统的连续、稳定与安全运行。主油泵设计要确定辅助结构、侧支线路的连接方式和吸油线路，进而稳定主油泵的运行状况，保障主油泵功能的稳定性和可靠性，保障冶金机械液压系统整体运行安全。主油泵设计要考虑温度控制，要通过PLC、中控设备、功能继电器等保障主油泵的温度稳定，以导油、通电、冷却等方式实现对主油泵、油液温度的全面调节和控制。主油泵设计还要考虑空腔吸油产生的油泵运行连续性和安全性问题，要在主油泵体系中设置蓄能器、溢流阀、齿轮泵等关键设备和装置，全面控制油泵的压力和流量，防止出现主油泵空腔吸油问题，进而稳定主油泵的压力、排量和温度，提升冶金机械液压系统的可靠性。

3.9 规范生产、安装操作流程

为控制冶金机械液压系统的污染现象，需要生产安装环节的操作人员进行规范化操作。生产厂商根据已存在的普遍污染来源和自身生产效益考虑是否更换生产工艺，在冶金机械材料零件的选取上能否替换成耐高温的其他种类钢材，为规避作业环境中空气和水进入到液压系统内部发生污染，是否可以借鉴其他产业对机械密封性的设计，如无缝一体化设计，降低污染源进入机械的概率。为延长机械使用寿命，生产企业需要在运行安装初期对机械内部进行清洗，严格按照国家相关规范和施工标准进行设备组装，减少对液压系统内油液的污染。生产和实际操作部门可就如何规范操作形成纸质的书面报告，对操作人员进行定期培训考核，前端保证操作流程的规范，对污染物在初期进入机械系统进行有效控制。生产厂商也可对系统内因生产操作造成系统内滞留固体颗粒污染设计开发出检验程序或检验设备。对出厂生产工作阶段性完成之后，操作人员利用此段程序对设备进行检查，通过阶段性清理降低可能存在的固体污染物对系统的污染，实现中期通过规范的生产、安装流程实现对污染物的控制。

4 结束语

可靠性是冶金机械液压系统设计工作的基本要求，是决定生产及设备正常运转的前提。既要考虑系统内部的稳定性与功能性，也要考虑系统外部的可靠性、安全性和连续性，需从平衡冶金机械液压系统的输入和输出、系统和节点等方面出发，做到对系统制造、运行和维护的全面覆盖，在提高设计水平的同时，强化和提升冶金机械液压系统的适应能力和工作效率。

参考文献：[1]杨志军.冶金机械液压污染原因分析与控制方法[J].设备管理与维修，2019（12）：201-203.DOI：10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2019.06D.110.