大型快鍛機(jī)液壓系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)

大型鍛造液壓系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)技術(shù)可以視作壓力機(jī)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(jī)消滅在萌芽狀態(tài)。本文以大型快鍛機(jī)為例，介紹了預(yù)防性維護(hù)技術(shù)的內(nèi)涵、功能、實(shí)施范圍及實(shí)現(xiàn)條件。

自1994年Kido[1]制備了第一個(gè)白色有機(jī)電致發(fā)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(lán)光部分的效率和壽命等，而高效的藍(lán)光器件是得到高效的白光器件的基礎(chǔ)和關(guān)鍵[2]，也是推動(dòng)WOLED實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化和應(yīng)用的基礎(chǔ)和關(guān)鍵因素.

大型鍛造液壓機(jī)作為基礎(chǔ)工業(yè)的重要裝備，其技術(shù)發(fā)展一直都在同應(yīng)用市場與時(shí)俱進(jìn)。高精度、快速鍛造與速度控制和長壽命是大型鍛造液壓機(jī)技術(shù)研發(fā)的聚焦點(diǎn)。伴隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、液壓元件及電控技術(shù)的不斷發(fā)展，大型鍛造液壓機(jī)在這些聚焦領(lǐng)域的研發(fā)也有了長足的進(jìn)步。

液壓系統(tǒng)是大型液壓機(jī)的心臟，心臟運(yùn)行的好壞直接關(guān)系到液壓機(jī)的性能和壽命。上面提到的技術(shù)研發(fā)聚焦點(diǎn)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(jī)噸位的不斷提升，液壓系統(tǒng)愈發(fā)龐大復(fù)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(yùn)行讓液壓機(jī)的維護(hù)工作變得更加復(fù)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(tái)相同噸位的液壓機(jī)，一旦液壓機(jī)出現(xiàn)問題，會(huì)對(duì)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(jī)維護(hù)工作變得越來越重要，進(jìn)一步激發(fā)了對(duì)液壓系統(tǒng)“預(yù)防性維護(hù)”技術(shù)的研發(fā)。

在國內(nèi)，通過查閱大量資料，發(fā)現(xiàn)對(duì)這方面的研究相對(duì)較少，祝衍軍［3］在《“政校行企”四方聯(lián)動(dòng)模式下的高職院校兼職教師建設(shè)探究》中以東莞職業(yè)技術(shù)學(xué)院為例，針對(duì)兼職教師隊(duì)伍建設(shè)實(shí)踐過程中出現(xiàn)的問題，提出了如何在“政校行企”四方聯(lián)動(dòng)模式下更好地整合社會(huì)教育資源，以加強(qiáng)高職院校的兼職教師建設(shè)。費(fèi)云生［4］在《高職教師能力素養(yǎng)培養(yǎng)策略探究》中認(rèn)為，在高職院校的教育中，教師應(yīng)該依據(jù)高職教育學(xué)生的職業(yè)性特征，進(jìn)行學(xué)生的培養(yǎng)工作，同時(shí)將教師的素質(zhì)培養(yǎng)作為教育工作的重點(diǎn)。

預(yù)防性維護(hù)的內(nèi)涵

為了更有效的實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)，對(duì)液壓元件歷史工況數(shù)據(jù)的追溯和對(duì)未來運(yùn)行趨勢的判斷也同樣必不可少。

預(yù)防性維護(hù)的功能

根據(jù)客戶的定制需要，快鍛機(jī)可以采用不同的結(jié)構(gòu)形式：兩柱或四柱機(jī)架，上壓式或下拉式傳動(dòng)等。本文以四柱上壓式快鍛機(jī)為例，如圖1 所示。

⑴實(shí)時(shí)監(jiān)控。

通過數(shù)據(jù)分析，結(jié)合產(chǎn)品總出成和綜合售價(jià)兩個(gè)方面的綜合考慮，在毛雞只重為5.10×500g時(shí)，有相對(duì)較高的總出成和最高的綜合售價(jià)。所以，確定車間肉雞屠宰中毛雞的最佳只重為5.10×500g，對(duì)養(yǎng)殖端的毛雞養(yǎng)殖的最佳只重范圍提供一定理論依據(jù)，進(jìn)而對(duì)屠宰車間的最大化價(jià)值生產(chǎn)提供一定的原料支持。

液壓系統(tǒng)中的液壓元件只有在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中才會(huì)展現(xiàn)它們的工況，只有通過一些預(yù)設(shè)條件以及前后工況的對(duì)比才能評(píng)估和發(fā)現(xiàn)潛在的或微小的不正?；蚬收?。因此，實(shí)時(shí)監(jiān)控是實(shí)現(xiàn)預(yù)防性維護(hù)的必要條件。

⑵歷史追溯及趨勢判斷。

預(yù)防性維護(hù)，顧名思義就是要提前進(jìn)行維護(hù)工作，通過系統(tǒng)自動(dòng)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(jī)事故消滅于萌芽狀態(tài)，從而提高液壓機(jī)的穩(wěn)定性和安全性。

預(yù)防性維護(hù)的范圍

在眾多商業(yè)IP（如Altera和Xilinx）中由于反正切和正余弦函數(shù)是分開的，導(dǎo)致在使用時(shí)面積較大。而本文所提出基于CORDIC算法三角函數(shù)加速核的最大特點(diǎn)是以資源共享方式共享了反正切和正余弦函數(shù)的迭代部分，用與實(shí)現(xiàn)單一函數(shù)IP差不多的資源開銷，以16級(jí)流水線結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)了兩個(gè)函數(shù)的功能，其流水線結(jié)構(gòu)如圖2所示。

預(yù)防性維護(hù)的實(shí)施

鍛造有模鍛和自由鍛之分，與此相應(yīng)，鍛造液壓機(jī)也可以清晰地分為模鍛液壓機(jī)和自由鍛液壓機(jī)。相對(duì)于模鍛液壓機(jī)，自由鍛液壓機(jī)具有高速、高頻、高開機(jī)率的特點(diǎn)，例如德國Siempelkamp 公司提供給中國客戶的壓力機(jī)可以采用高達(dá)125 次／分的頻次進(jìn)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(jī)恒速控制的功能，使自由鍛液壓機(jī)的液壓系統(tǒng)變得更為復(fù)雜。因此，相對(duì)于模鍛液壓機(jī)，自由鍛液壓機(jī)維護(hù)的重要性和難度要求更高。

高速自由鍛液壓機(jī)在行業(yè)內(nèi)又稱為快鍛機(jī)，本文就以快鍛機(jī)為例來闡述液壓系統(tǒng)的預(yù)防性維護(hù)技術(shù)。

2015年藥典中，液相－電感耦合等離子體質(zhì)譜聯(lián)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(shù)，具有檢出限低、動(dòng)態(tài)線性范圍寬、干擾少、分析精密度高和分析速度快等優(yōu)點(diǎn)，可同時(shí)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(lǐng)域最先進(jìn)的方法之一［9，10］。 因此，采用 HPLC－ICP－MS手段對(duì)中藥重金屬含量進(jìn)行測定，進(jìn)而采取質(zhì)量控制手段，對(duì)于規(guī)范中藥采集、運(yùn)輸、加工飲片及制劑過程中可能引入的重金屬進(jìn)行監(jiān)控和規(guī)范有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

對(duì)于鍛造液壓機(jī)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(yù)防性維護(hù)的實(shí)施范圍。同時(shí)，液壓介質(zhì)作為液壓機(jī)的“血液”，其運(yùn)行工況時(shí)刻關(guān)系到液壓機(jī)的正常使用，因此也是預(yù)防性維護(hù)的重點(diǎn)關(guān)注內(nèi)容。

實(shí)施的范圍

要做到提前發(fā)現(xiàn)維護(hù)需求，需要實(shí)現(xiàn)如下功能：

運(yùn)用圖像采集法收集數(shù)據(jù)并計(jì)算，運(yùn)用MATLAB以及最小二乘法擬合處理數(shù)據(jù)，將實(shí)際中的不規(guī)則曲線用二次或者三次多項(xiàng)式來代替.使數(shù)據(jù)更加容易進(jìn)行后期處理與加工使用.根據(jù)得到的臀部運(yùn)動(dòng)曲線進(jìn)行機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，運(yùn)用多個(gè)位置的函數(shù)關(guān)系得出液壓桿的長度與時(shí)間的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)裝置的控制.最終對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行具體設(shè)計(jì)，使其完整.

①主泵及輔助泵；②控制比例閥；③開關(guān)閥；④HCF 站。

基于上述討論,本文設(shè)計(jì)了一款實(shí)驗(yàn)用四頻帶帶通濾波器。濾波器基板的相對(duì)介電常數(shù)為2.33,厚度為0.8 mm,機(jī)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(dǎo)波波長。

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

實(shí)施的方法

⑴實(shí)施的條件。

如今是信息化時(shí)代，眾多功能的實(shí)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(luò)系統(tǒng)以及PLC 傳輸?shù)娇戾憴C(jī)的數(shù)據(jù)庫中。

⑵實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和存儲(chǔ)。

預(yù)防性維護(hù)的一個(gè)重要功能就是實(shí)時(shí)監(jiān)控，也就是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)的采集和界面展示。通過快鍛機(jī)標(biāo)配的傳感器和額外安裝的傳感器，預(yù)防性維護(hù)系統(tǒng)對(duì)所有實(shí)施的液壓元件進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控，維護(hù)人員通過系統(tǒng)可以看到液壓元件的實(shí)時(shí)運(yùn)行數(shù)據(jù)及狀況。這些數(shù)據(jù)同時(shí)會(huì)自動(dòng)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫，以供系統(tǒng)數(shù)據(jù)應(yīng)用及維護(hù)人員未來分析使用，如圖2 所示。

⑶內(nèi)置評(píng)估準(zhǔn)則。

數(shù)據(jù)的采集和存儲(chǔ)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(píng)估準(zhǔn)則，通過內(nèi)置的評(píng)估準(zhǔn)則，系統(tǒng)對(duì)采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)評(píng)估，在系統(tǒng)界面上以多種形式給出評(píng)估結(jié)果，例如運(yùn)行狀況、報(bào)警信息、維護(hù)需求、剩余壽命等。這就如同在設(shè)備里內(nèi)置了一個(gè)維護(hù)專家，客戶的維護(hù)人員即使是新手，也可以對(duì)重要液壓元件的運(yùn)行工況一目了然。

如圖3 所示，通過對(duì)循環(huán)過濾單元數(shù)據(jù)的評(píng)估，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(huì)自動(dòng)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(jìn)一步掌握液壓元件的運(yùn)行規(guī)律，預(yù)測其未來的運(yùn)行趨勢及運(yùn)行壽命。

結(jié)束語

預(yù)防性維護(hù)技術(shù)可以看作快鍛機(jī)的智能化自檢功能，在快鍛機(jī)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(jī)制，從而為客戶的穩(wěn)定生產(chǎn)保駕護(hù)航。目前，前面介紹的預(yù)防性維護(hù)內(nèi)容都已經(jīng)成功運(yùn)用在實(shí)際生產(chǎn)中，成為客戶有力高效的實(shí)用工具；另一方面，隨著客戶對(duì)快鍛機(jī)液壓系統(tǒng)維護(hù)的細(xì)化要求，預(yù)防性維護(hù)技術(shù)仍在進(jìn)一步發(fā)展中，例如對(duì)某些重點(diǎn)部位的實(shí)時(shí)泄露監(jiān)測等。