提梁机液压卷扬系统的可靠性管理.pdf

第9 卷第3 期 2 0 1 0 年 9月 石家庄铁路职业技术学院学报 VOL． 9 No ． 3 J OURNAL OF S HI 儿AZHUANG I NS T l TUT E OF RAI L WAY TE CHN0L OGY S e D ． 2 0 l 0 提梁机液压卷扬系统的可靠性管理 孙 由啸 常玮 冯博 石 家庄铁路职 业技术学院 河北石家庄0 5 0 0 4 1 摘要液压系统的可靠性管理是指为提供能满足使用要求的高可靠性的液压系统，在系统的设 计、安装、使用的金过程中所采取的提高可靠性的一切措施、方法和活动。通过提梁机现场实际运 行情况分析可知，提梁机的大部分故障都是由 液压系统所弓 f 起的 故对液压系统进行可靠性管理具 有非常重要的意义。 关键词液压系统 可靠性管理 提梁机 中图分类号 T P 2 7 1 3 1 文献标识码 A 文章编号 1 6 7 3 1 8 1 6 2 0 1 0 0 3 0 0 4 8 0 4 液压系统是 9 0 0 t 轮胎式捉梁机卷扬控制系统中最关键的部分， 该系统控制性能和运行的好坏将 会直接关系到提梁机能否顺利完成工作任务。因此要对该系统进行全面的有关可靠性的管理。 1 提梁机液压卷扬系统污染的控制 在液压系统中，液压油是传递动力和信号的] 作介质，同时还起到冷却、润滑和防锈的作用。液 压油污染严重时，会导致液压油的润滑性能和冷却性能的降低和液压元件磨损加剧出现故障，使液压 系统工作性能变坏。因此为了保证提梁机液压系统正常可靠的工作，必须对液压油污染进行控制。 1 控制液压油的工作温度整个系统液压油的温度主要有一个风式冷却器来实现，在油箱中装 有温度传感器，当油箱内的温度超过一定值，系统接受反馈信号，通过 P L C实现对冷却器的自动控制。 2 元件和系统在加工和装配过程中进行清洁元件在加工制造中，每一工序都必须对 3 1 3 中残留的污染物进行净化清除元件装配前必须进行清洁处理，装配后必须进行严格的清洁和检验； 油箱和管道在去除毛刺、焊渣等污染物后，需进行酸洗以去除其表面氧化物；对初装好的液压系统 作循环冲洗，并定时从系统中取样分析，循环冲洗直至系统清洁达到要求。 根据公司内现有液压泵站，对初装好的系统尽心循环冲洗，该泵站共有三个液压泵，每个泵的 流量为 1 3 0 ． 9 5 L ／ mi n 。 该卷扬系统共有 3 0 5 1 1 5 2的无缝钢管两种 ， 通过对循环信息的统计 采用单泵供油清洗情况时，对于 3 0 5的钢管内流速为 6 ． 9 4 7 1 m ／ s 1 0 m ／ s 采j } j 双泵供油的情况时，对于 3 0 5的钢管内流速为 1 3 ． 8 9 4 2 m ／ s 1 0 m／ s 因此选用的循环清洗方案为 3 0 5的钢管采用双泵供油清洗， l 5 2的钢管采用 单泵供油清洗。冲洗过程中必须通过调 1 旁路 流阀，控制流速。 3 防止污染物混入液压系统油箱要合理密封并装设高效能的空气滤清器以防止尘土、水分 的进入；注入新油必须经过有效的过滤，系统的同油也应进行有效的过滤；管路接头等连接处密封严 收稿 日期 2 0 1 0 - 0 6 - 1 1 作者简介孙由啸 1 9 8 2 - ，男，汉，河北沧州人，倾 L ，研究方向机电控制。 4 8 第 3期 孙 由啸 ，等 提 梁机液压卷扬系统的可靠性管理 密，防止尘土、水分和空气进入液压系统；活动件 如液压缸活塞杆端必须装有防尘密封装置。 4 液压油的过滤和净化液压油过滤器 滤油器 是液压系统中控制油液污染的重要元件 ，滤 油器的应用必须保证过滤精度符合系统的使用要求，由流体阻力引起 的压力损失应尽可能小，并应 具有足够的油垢容量；定时对滤油器进行检查和净化 。液压系统油液的污染度随着外界污染颗粒侵 入率和系统内各种磨损颗粒数的增加而增大，随着过滤比的增大而减小，因此合理选择过滤 比可有 效地降低系统的污染度 。固体颗粒是工程机械液压系统污染的主要来源，通过合理选择滤油器的过 滤 比是控制系统污染 的主要措施 。在保证过滤精度和减少压力损失的前提 下，选用 吸油过滤器 T F ． 8 0 0 X8 0 F ． L，回油过滤器为 RF A． 1 0 0 0 X 5 F Y。 5 定期检查和更换液压油液压油在使用过程中，污染物的侵入会对液压系统造成不 良的影 响，要对液压油污染进行有效的控制，必须定期对各密封处、接头处进行检查处理 ，对液压系统的 液压油进行检查分析，还要定期更换液压油。更换液压油时必须将 旧液压油放净，整个液压系统必 须先清洁后，再注入新的液压油。 6 采用液压油污染度 的在线监测技术在提梁机液压系统上采用液压油污染度在线监测，可 随时监测液压油在使用过程中的品质，而且能及时准确地通过显示器显示污染等级及相应的原因， 即使在工作人员没有观测到显示器显示的情况，当污染皮达到相应的级别时，报警装置也会进行分 级报警 ，以确保提梁机在使用中液压油性能及品质的良好性【 l 】 a 对于液压系统来说，油液污染是液压系统故障的主要原因，油液污染几乎会引起每一个液压元 件 的失效，特别是对于致命度较高的阀类元件米讲，油液污染是造成故障的最大因素。可见 ，油液 污染对本系统的使用可靠性影响极大，作好系统的污染控制工作 ，将在一定程度上提高系统的使用 可靠度 ，延长系统的使用寿命。 2 人机 系统 的可靠性 分析 现代工业生产是在人、机器、环境这一系统中进行的，该系统称为人机系统。人机系统的可靠性 是 由系统中人的可靠性和机械可靠性所决定的。机械因素的可靠性已有很大的提高，但人的可靠性 与机械相比，可靠性低下则是一个突出的问题 因此应设法提高人的可靠性 ，减少人为失误 。还 要避免因为人为失误所引起的可靠度下降。 2 ． 1人机界面的可靠性 人机界面是人与机器之 间相互感觉，相互交换信息的部分 ，可靠的人机界面就是人能够较好地 感觉机器 的状态，并能够顺利地对机器进行规定操作以及对机的状态做出相应 的反应，另一方面机 器能够准确及时地反映 自己的状态。根据人机 【 程学和系统的具体情况，要提高人机界面可靠性需 要在系统设计和现场中做 出以下措施 ’ 1 驾驶室的设立一开始为了电气连线的方便，把驾驶室放在了集中了大量电磁阀的泵站的 下面，这样，发现在工作过程中泵站产生很大的噪声 ，对操作人员的身心造成很大 的噪声影响，使 人们很容易产生烦躁的心理。针对这种情况 ，设计人员把驾驶室安装在远离泵站的一侧 ，这样使噪 声对人们的影响降到了最小。 2 设立操作台，使操作人员在操作台上完成系统的各项动作把操作台放在驾驶室的右侧， 把操作人员的座椅安放在驾驶室的左侧 。这样做的 目的是为了符合多数人右手工作的习惯 ，使其符 合人体工程 ，操作简单，位置合理，并且还 能够清晰无干扰地观测到系统的工作情况。 4 9 石家庄铁路职业技术学院学报 2 O l O年第 3期 3 系统对报警和正常工作采取不同的颜色配置，且区别明显，既可以减轻工人的疲劳，又 可以使工人及时了解系统的工作情况；并且采用声光报警装置，使操作人员在接受不到视频信号的 时候，声频信号同样可以提醒操作人员，能够对故障进行紧急处理。 4 增加系统的保护措施，在紧急的情况下，系统也要采取一定的措施，此时人和机器的控制 是同等有效的，以保证系统的安全。 本系统在设计时采用了以上几个措施，大大提高了人机界面的友好性，减少了失误几率，减轻 了现场操作人员的劳动强度，降低了对操作人员的技术要求，从而提高了系统的使用可靠性。 2 ． 2人的可靠性 ． 对人的可靠性研究主要集中在对使用人员、维修人员、后勤保障人员的人力、人员及训练需求 的分析上。为了提高人的可靠性必须做好人员的选拔、培训和教育等工作 ，设法挖掘人的潜力，提 高人的可靠性。另外，要加强管理 ，尽可能的为操作者创造一个适宜的环境，这将有助于提高人的 工作效率，减轻人的疲劳状况，减少人为差错 。 3 提梁机液压卷扬系统的可靠性维护 在生产实际中，即使是很好的液压设备，如果只使用而不注意维护保养，就会发生故障，而不 得不停机检修 。因此， 日常的保养和检查是必不可少的，保养能使设备处于 良好的性能状态，可以 延长使用寿命。 3 ． 1液压卷扬系统保养期 9 0 0 t 提梁机液压卷扬系统在连续丁作一定的时间后 ，应 当进行整体的拆卸和检查，对磨损或超 差的零部件进行修理或替换。尤其是对系统中的平衡系统和制动系统更应该仔细检查，囚为如果这 两个系统 出现故障容易引起事故， 造成损失。 根据系统的可靠性数据确定了系统的保修期。由式 3 ． 3 0 可知，当系统的可靠度降为 0 ． 9时，系统的工作时间为 7 6 h ；当系统的可靠皮降为 0 ． 5时，系统的工 作时间为 5 0 0 h 。根据这两个数据，可以定为，当系统工作 7 6个小时或大约提调 7 6片梁后对系统进 行一次小修，当系统工作 5 0 0 h或大约提调 5 0 0片梁后对系统进行一次全面大修。 3 ． 2关键部分的可靠性维护 对于提梁机液压卷扬系统来说，无论是大修还是小修都受人为的因素、实际的工况等影响。因 而平时注意对系统 的维护和保养，采取预防性维护是十分必要的。如每次提梁前的检查、有噪声时 的查看等，将大大提高系统的可靠性和平均寿命。应将 日常维护建议及操作规程制成手册 ，供操作 工人学习、参考。 在对液压系统的维护 中，关键部分的维护是十分重要的。可靠性关键部分是指其故障会严重影 响系统安全 、任务成功或维修与后勤保障总费用的单元 。可靠性关键部分一旦被确定之后，就应作 为选择技术状态的一部分保持下来，在系统的维护中进行重点维护。 1 比例多路阀。比例多路阀若正常工作时，其换向动作发生所产生的噪声很小，且电磁铁产 生的温度也不高 通常可用手触摸，若噪声和发热有异常，要及时检商处理。 2 液压泵。液压泵是液压系统的关键元件 ，为液压系统提供 [ 作油液。日常的检查主要是检 查泵的运转情况。如噪声大小、壳体温度等，一般轴 向柱塞泵正常工作的噪声等级小于 8 0 d B，壳体 温度正常运转壳体温度在 8 0 0。 C以下，如果山现异常应及时检查维修。 3 油箱油位、油质通常油箱 内液面最低位置是在泵吸入 口中心线 以上 1 5 0 mm，如果液面 5 0 第 3期 孙由啸，等 提梁机液压卷扬系统的可靠性管理 低于此油位，泵可能吸入空气 。经常检查油箱的油位，注意油位有无异常变化，如果油位出现异常 下降，则应对系统进行查漏。注意油箱的封闭情况，防止污染物的进入。对油箱内的油液按色、味、 稠度等因素用液压油样品做出外观对 比，定期写出质量报告。 3 ． 3对现场人员培训 由于提梁机是一种全 自动的起重设备 ，它需要操作人员对这个操作流程非常的熟悉，因为操作 人 员在工 作过 程 中一个 小小 的失误将 会酿 成不可 估量 的损 失 。一起 起 的工作 事故告 诉我们 由于现场 人员受 自身的素质、熟练程度 以及认真程度等因素的影响，操作人员的可靠度对系统的整体可靠度 往往会产生致命的影响。 该提梁机 的液压系统是全 自动化操作，这就要求操作人员能够非常熟练的掌握操作程序，不仅 如此当系统出现异常故障时，还要具备随机应变的能力。这就要求对现场操作人员必须进行培训， 提高他们 的自身素质，以降低 因 “ 操作水平低 ”等事故发生而影响系统的可靠度。 除此之外 ，还要对操作人员加强管理，制定严格的工作纪律。该提梁机在现场调试的过程中曾 经发生两起事件 ，一起是当梁提升以后要放到梁座时，发现梁处于一种失重状态下落 ，后经检查原 来是现场安装人员把卷扬系统的平衡阀装反了，平衡阀不起作川 ；另一起时，当操作人员执行支腿 收回操作时，由于粗心大意，在支腿没有完全收回时，便执行了行走操作 ，造成了一个支腿油缸的 损坏。这两起事件虽然没有造成严重的损失， 但是却告诉我们对现场人员进行可靠性管理的必要性 。 通过对现场人员的培i T I l ii 可靠性管理，最大限度地挖掘人的潜力，调动人 的积极性 ，发挥他们的 自 觉性。同时，尽可能地为操作者创造适宜的环境，这将有助于提高人的工作效率，减轻人的疲劳状 况，减少人为差错。 4 结语 系统的可靠性管理是延长设备使用寿命的关键环节。本章阐述了对液压系统污染的控制 ，其 中 包括液压油污染的原因及控制液压油污染的措施；在分析人机系统中人的可靠性和人机界面的可靠 性的基础上，提出了提高人机系统可靠性的方法；同时，从提高系统的使用可靠度 的角度出发 ，对 人员的管理、人机界面的设计、系统的维修和保养提出了可行性建议。 参考文献 【 l 】 姚成玉， 赵静一， 张齐生， 王益群． 液压油污染检测技术的评述． 润滑与密封， 2 0 0 6 ， 1 0 1 9 6 1 9 9 【 2 】 吉鸿涛， 方跃法， 房海蓉． 人与人机一体化系统． 机械工程师， 2 0 0 1 ． 1 2 The Re l i a bi l i t y M a n a g e m e n t o f t h e Hy dr a ul i c W i n c h S ys t e m o f t he Ga n t r y ． ． Cr an e S UN YD u ． x i a o CHANG Wle j F E NG BO S h ij i a z h u a n g I n s t i t u t e o f R a i l wa y T e c h n o l o g y S h ij i a z h u a n g He b e i 0 5 0 0 4 1 C h i n a Ab s t r a c t Th e r e l i a b i l i t y o f h y d r a u l i c s y s t e ms f o r t h e p r o v i s i o n o f ma n a g e me n t i s t h e me a n s u s e d t o me e t t h e r e q u i r e me n t s o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m wi t h h i g h r e l i a b i l i t y i n t h e s y s t e m d e s i g n ， i n s t a l l a t i o n ， u s e o f t h e who l e p r o c e s s t o e n han c e t h e r e l i a b i l i t y of a l l me a s u r e s ，m e t h o ds a n d a c t i v i t i e s ．M o s t of f a i l u r e s o f t h e ga n t r y - c r a ne a r e c a u s e d b y h yd r a ul i c s ys t e m t h r ou g h t h e a na l y s i s o f t h e a c t ua l o p e r a t i o n o f t h e g an t r y - c r a n e ． T h e r e f o r e ， t h e r e l i a b i l i t y o f h y d r a u l i c s y s t e ms ma n a g e me n t h as v e r y i mp o r t a n t s i g n i fi c an c e ． Ke y wo r d s Hy d r a u l i c s y s t e m Re l i a b i l i t y ma n a g e me n t Gant r y c r a n e 5l