港口機(jī)械液壓系統(tǒng)的主動(dòng)維護(hù)
2008-05-27
一、主動(dòng)維護(hù)理念及意義
主動(dòng)維護(hù)是繼事后維修、定期維修、狀態(tài)維修后上近年來(lái)提出的一種新的設(shè)備管理理念，其定義是：對(duì)導(dǎo)致設(shè)備損壞的根源問(wèn)題采取措施，從而有效地防止失效的發(fā)生，延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命。
設(shè)備主動(dòng)維護(hù)與幾種維修方式相比：
事后維修是當(dāng)機(jī)器損壞，發(fā)生故障，設(shè)備不再工作時(shí)才進(jìn)行的維修，由于沒(méi)有定期的維修計(jì)劃，易造成意外停機(jī)，設(shè)備損壞嚴(yán)重，維修費(fèi)用高。
定期維修是依據(jù)設(shè)備生產(chǎn)廠家推薦的周期或以前的管理經(jīng)驗(yàn)定期拆卸，檢查設(shè)備、更換部件及油液。它能有效防止設(shè)備的突發(fā)失效，比事后維修節(jié)約，但難免發(fā)生過(guò)剩維修。
狀態(tài)維修是通過(guò)振動(dòng)監(jiān)測(cè)、油質(zhì)分析、性能檢測(cè)等技術(shù)手段，對(duì)設(shè)備工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并預(yù)測(cè)可能發(fā)展的趨勢(shì)。當(dāng)出現(xiàn)工況異常時(shí)，借助于有效的手段對(duì)故障進(jìn)行診斷，用診斷的結(jié)果來(lái)指導(dǎo)維修。這樣，使維修工作得以有目的地進(jìn)行，有效避免突然停機(jī)，可使維修工作在盡可能小的范圍內(nèi)進(jìn)行，是針對(duì)問(wèn)題的征兆采取行動(dòng)。
主動(dòng)維護(hù)則是在磨損之前，針對(duì)根源問(wèn)題采取的措施，有效地控制磨損及失效發(fā)生，從而可將修理周期大幅度延長(zhǎng)。主動(dòng)維護(hù)與維修相比，是主動(dòng)與被動(dòng)、事前與事后的關(guān)系，因此，主動(dòng)維護(hù)不但為設(shè)備可靠運(yùn)行提供保障，同時(shí)可大幅度降低維修成本。據(jù)國(guó)外有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，主動(dòng)維護(hù)的成本遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于其它維修方式。
二、港機(jī)液壓系統(tǒng)實(shí)施主動(dòng)維護(hù)的原因
1．隨著港口生產(chǎn)任務(wù)量迅猛增長(zhǎng)，要求裝卸機(jī)械的使用高效率，并提出了在線故障“
2．在港口機(jī)械中，液壓系統(tǒng)的造價(jià)占總機(jī)的1/3左右，而高精度的液壓零件一旦磨損，修復(fù)性極差，必須更換新元件。因此，保證液壓系統(tǒng)的使用壽命及可靠性，在設(shè)備管理中有著舉足輕重的作用。
3．隨著液壓技術(shù)的發(fā)展，液壓元件的設(shè)計(jì)越來(lái)越趨于合理，只要加強(qiáng)液壓系統(tǒng)維護(hù)，液壓系統(tǒng)的主要元件將與整機(jī)達(dá)到同壽命。
為了滿足港口生產(chǎn)的要求，應(yīng)采取先進(jìn)的設(shè)備管理模式。天津港首先針對(duì)港機(jī)液壓系統(tǒng)主動(dòng)維護(hù)的內(nèi)容與方式進(jìn)行了探索與實(shí)踐，開(kāi)展了課題研究。
三、港機(jī)液壓系統(tǒng)常見(jiàn)故障形式
港口機(jī)械液壓系統(tǒng)在使用中經(jīng)常出現(xiàn)的故障主要表現(xiàn)為以下三種形式：
1．突發(fā)失效
當(dāng)一個(gè)大顆粒進(jìn)入泵或馬達(dá)時(shí)，其結(jié)果可能使泵或馬達(dá)完全卡死。在一個(gè)滑閥中，進(jìn)入一個(gè)大顆粒能阻止閥芯完全關(guān)閉。當(dāng)一個(gè)閥的控制節(jié)流孔被一個(gè)大顆粒堵住時(shí)會(huì)出現(xiàn)突然失效，例如一個(gè)閥體可能因?yàn)榧?xì)小淤泥而無(wú)法工作等。
2．間歇失效
由于液壓油中的顆粒妨礙了閥座的正確歸位所致。例如，如果閥座很硬，使顆粒不能嵌入其閥座，則當(dāng)閥再次打開(kāi)時(shí)該顆粒可能被沖走，以后另一個(gè)顆粒可能再次阻礙該閥座的完全關(guān)閉并被沖走，于是出現(xiàn)了間歇失效。
3．退化失效
是磨料磨損、腐蝕、氣蝕、混氣、沖刷磨損或表面疲勞的結(jié)果。每一種都使系統(tǒng)元件中內(nèi)泄漏增加，這就降低其效率或精度，Z終導(dǎo)致液壓系統(tǒng)的突發(fā)故障。
追究上述三種港機(jī)液壓系統(tǒng)失效的原因，主要是因?yàn)橐簤河偷墓腆w顆粒和液壓油老化衰變?cè)斐傻摹Ｒ簤河妥鳛橐簤合到y(tǒng)中動(dòng)力傳遞的介質(zhì)，不但要有良好的潤(rùn)滑性、抗氧化安定性、粘溫性等性能，還要求油液具有較高的清潔度。因此，保證油質(zhì)、防止液壓系統(tǒng)的污染是對(duì)港機(jī)液壓系統(tǒng)進(jìn)行主動(dòng)維護(hù)的關(guān)鍵。
四、課題研究
為了解不同機(jī)型液壓油的老化變質(zhì)規(guī)律及與污染變化的關(guān)系，篩選出具有實(shí)際指導(dǎo)意義的液壓油質(zhì)量監(jiān)測(cè)項(xiàng)目，制定港機(jī)液壓油的報(bào)廢標(biāo)準(zhǔn)和液壓油濾清器的更換周期，確定不同機(jī)型液壓油清潔度及控制方法。天津港務(wù)局科技設(shè)備處立項(xiàng)“港機(jī)液壓系統(tǒng)污染度控制及液壓油合理更換周期的研究”課題，組織全局10余名潤(rùn)滑技術(shù)人員，選定局6種20部港口主力機(jī)械和3艘全回轉(zhuǎn)拖輪、1艘起重船，參考SH/T0599-94 L-HM液壓油換油標(biāo)準(zhǔn)，另外加入含鐵量、介電常數(shù)和清潔度三個(gè)項(xiàng)目，進(jìn)行了液壓油8個(gè)項(xiàng)目指標(biāo)的跟蹤監(jiān)測(cè)。經(jīng)兩年時(shí)間的跟蹤監(jiān)測(cè)（試驗(yàn)設(shè)備平均運(yùn)行情況見(jiàn)表1），共取得2028個(gè)檢測(cè)數(shù)據(jù)和1968個(gè)污染測(cè)試數(shù)據(jù)。
試驗(yàn)結(jié)果：
1．粘度
Z大粘度變化小于7%，距粘度變化±15%報(bào)廢指標(biāo)有很大的使用潛力。
2．酸值
所有試驗(yàn)的港機(jī)設(shè)備其酸值變化緩慢，直到Z后換油時(shí)，均未超過(guò)換抽指標(biāo)的1/2。
3．色度
從試驗(yàn)開(kāi)始到結(jié)束，色度變化均未超過(guò)二級(jí)。
4．水分
正常使用的港機(jī)，隨使用臺(tái)時(shí)的增加基本上保持不變，充分說(shuō)明正常使用的港機(jī)設(shè)備液壓油的變質(zhì)與水分關(guān)系不大。
5. 銅片腐
從試驗(yàn)開(kāi)始到結(jié)束腐蝕程度均未超過(guò)一級(jí)，而報(bào)為指標(biāo)為
6．介電常數(shù)
很難反映液壓油的變質(zhì)，所以介電常數(shù)作為液壓油質(zhì)分析指標(biāo)意義不大
7．清潔度
在試驗(yàn)中變化較為敏感，隨著運(yùn)行臺(tái)時(shí)的增加，不同尺寸的顆粒（2μm、5μm 、10μm 、15μm）變化明顯，因此在監(jiān)測(cè)中此項(xiàng)目Z具有實(shí)際意義。
8．含鐵量
含鐵量增長(zhǎng)速率與清潔度等級(jí)有一定的關(guān)系，液壓系統(tǒng)中清潔度高的含鐵量增加速率較低，而清潔度等級(jí)低的含鐵量增加速率較高。
試驗(yàn)結(jié)果表明，正常使用的港口機(jī)械除清潔度之外，油品的其它各項(xiàng)指標(biāo)變化緩慢。油品清潔度與含鐵量關(guān)系密切，清潔度等級(jí)高的含鐵量增加速率較低，而清潔度等級(jí)低的含鐵量增加速率較高。根據(jù)其它指標(biāo)推算，只要在保證港機(jī)液壓系統(tǒng)清潔度的情況下，其液壓油的使用壽命將延長(zhǎng)3~4倍。因此，控制液壓系統(tǒng)目標(biāo)清潔度是港口機(jī)械液壓系統(tǒng)維護(hù)的主要內(nèi)容。
五、港機(jī)液壓系統(tǒng)主動(dòng)維護(hù)措施
1．確定港機(jī)液壓系統(tǒng)目標(biāo)清潔度
確定目標(biāo)清潔度，主要根據(jù)液壓系統(tǒng)中所使用元件的種類和液壓系統(tǒng)的工作壓力，在液壓系統(tǒng)中滿足敏感元件的清潔度即代表了系統(tǒng)的目標(biāo)清潔度。部分港口機(jī)械保養(yǎng)技術(shù)說(shuō)明書(shū)給出了液壓系統(tǒng)目標(biāo)清潔度，而有些港口機(jī)械沒(méi)有給出其所需目標(biāo)清潔度，這就要求通過(guò)油品清潔度的跟蹤監(jiān)測(cè)，考查該機(jī)濾材過(guò)濾精度，根據(jù)港機(jī)液壓系統(tǒng)壓力和系統(tǒng)中敏感元件合理制定相應(yīng)的目標(biāo)清潔度等級(jí)。天津港通過(guò)對(duì)港口主力機(jī)械的跟蹤（油箱取樣）研究，確定了部分港機(jī)液壓系統(tǒng)清潔度等級(jí)，見(jiàn)表2。
2．保證液壓系統(tǒng)目標(biāo)清潔度的措施
(1)加注新油及更換油品
由于新油的清潔度達(dá)不到使用要求，因此，新油必須通過(guò)高精度的過(guò)濾機(jī)過(guò)濾后注入液壓系統(tǒng)。為此，天津港各大裝卸公司在局統(tǒng)一部署下，各自建立了設(shè)備主動(dòng)維護(hù)中心，使用高精度過(guò)濾機(jī)，實(shí)現(xiàn)了全封閉、自動(dòng)計(jì)量加注液壓油，不僅提高了油品的清潔度，而且提高了設(shè)備保養(yǎng)效率，阻止污染物進(jìn)入液壓系統(tǒng)。
另外，使用時(shí)間較長(zhǎng)的老舊港口機(jī)械，系統(tǒng)內(nèi)部積聚了大量的細(xì)小污染物（油泥），因此，根據(jù)液壓系統(tǒng)污染情況，結(jié)合油品更換適時(shí)對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行沖洗。沖洗可使用低粘度油液或在提高溫度的情況下以高流速使用系統(tǒng)油液，并監(jiān)測(cè)系統(tǒng)清潔度水平，直到接近系統(tǒng)目標(biāo)清潔度為止。
(2)液壓系統(tǒng)的密封
正常使用的機(jī)械設(shè)備外界污染主要是通過(guò)加油口、油箱通氣孔、活塞防塵密封圈進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部。因此，在日常維護(hù)中，要保證油箱蓋密封良好，通氣口應(yīng)配有隔離式通氣過(guò)濾器或采取其它方式防止空氣中的灰塵進(jìn)入系統(tǒng)。活塞桿防塵密封圈的作用是清除附著在活塞桿上的灰塵及雜物。設(shè)備在作業(yè)中，若大顆粒物質(zhì)直接撒落到活塞桿上會(huì)造成活塞桿表面損傷，再隨活塞桿伸縮損壞活塞桿密封圈，使其密封失效，造成漏油。因此，應(yīng)采取適當(dāng)措施，防止塵土和污物直接落入活塞桿上。
(3)液壓系統(tǒng)檢修
液壓系統(tǒng)進(jìn)行維修時(shí)，系統(tǒng)打開(kāi)就有了污染物侵入的機(jī)會(huì)，因此，系統(tǒng)維修過(guò)程中要注意防塵與密封，禁止在污染場(chǎng)合進(jìn)行維修。
(4)選擇優(yōu)質(zhì)濾清器
液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)自身難以達(dá)到清潔度標(biāo)準(zhǔn)時(shí)（見(jiàn)表3，同運(yùn)行1000h不同機(jī)械液壓油中的固體顆粒數(shù)相差10倍），首先考慮更換優(yōu)質(zhì)濾清器，取代原機(jī)濾清器，改善濾清效果。
(5)液壓油的機(jī)外過(guò)濾
機(jī)外過(guò)濾是利用濾油機(jī)通過(guò)外循環(huán)對(duì)在用的液壓油進(jìn)行過(guò)濾凈化。通過(guò)港機(jī)液壓系統(tǒng)的機(jī)外過(guò)濾，能彌補(bǔ)部分港機(jī)液壓系統(tǒng)過(guò)濾裝置的過(guò)濾精度和納污能力不足的缺陷。
國(guó)產(chǎn)設(shè)備和一些老舊設(shè)備液壓系統(tǒng)，根據(jù)對(duì)在用液壓油清潔度的測(cè)試，當(dāng)系統(tǒng)達(dá)不到目標(biāo)清潔度時(shí)，用適當(dāng)精度的過(guò)濾機(jī)對(duì)液壓油實(shí)行機(jī)外過(guò)濾較為合理。對(duì)沒(méi)有條件對(duì)液壓油進(jìn)行清潔度跟蹤的單位可實(shí)行定期機(jī)外過(guò)濾。過(guò)濾周期按液壓系統(tǒng)濾清器更換周期的二分之一時(shí)間或與濾清器同步進(jìn)行。另外，在對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行機(jī)外過(guò)濾中一定要注意使用過(guò)濾精度合格（2~5μm）的濾油機(jī)，如果選擇了過(guò)濾精度較差的濾油機(jī)過(guò)濾油液，不但達(dá)不到油液清潔的目的，還有可能造成油品的再次污染。
3．制定濾芯更換周期
雖然購(gòu)入的港機(jī)設(shè)備附有一定的液壓系統(tǒng)的保養(yǎng)資料，但是隨著作業(yè)環(huán)境、保養(yǎng)條件的變化，其原始保養(yǎng)資料提供的濾芯更換周期應(yīng)隨之改變。天津港實(shí)行了液壓油的定期機(jī)外過(guò)濾，使油中大部分污物被清除掉，從而延長(zhǎng)了設(shè)備濾芯的壽命。濾芯Z佳的更換時(shí)機(jī)應(yīng)為系統(tǒng)顆粒數(shù)出現(xiàn)明顯增長(zhǎng)趨勢(shì)之前。因此，要確定更為合理的更換周期，就需要對(duì)液壓油中的各類污染物進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)。表4是天津港對(duì)部分港機(jī)液壓油及濾芯更換周期的試驗(yàn)結(jié)果。
4．實(shí)現(xiàn)液壓油的按質(zhì)更換
實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)油品的按質(zhì)更換既能Z大限度地發(fā)揮液壓油的使用潛力，又能保證減少系統(tǒng)的磨損。因此，是Z科學(xué)的換油方式。但是要想實(shí)現(xiàn)液壓系統(tǒng)的按質(zhì)換油，關(guān)鍵是從眾多的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目中篩選出能反映不同機(jī)型液壓油老化變質(zhì)規(guī)律的監(jiān)測(cè)項(xiàng)目。
天津港通過(guò)對(duì)液壓油使用過(guò)程8項(xiàng)監(jiān)測(cè)指標(biāo)的分析，探索出了不同機(jī)型液壓油老化變質(zhì)規(guī)律及與污染變化的關(guān)系，從中篩選出能夠反映油質(zhì)老化衰變的、與液壓油污染緊密相關(guān)的、具有實(shí)際指導(dǎo)意義的化驗(yàn)項(xiàng)目（見(jiàn)表5），實(shí)現(xiàn)液壓油的合理更換。
六、結(jié)束語(yǔ)
保證液壓油使用中的質(zhì)量和液壓系統(tǒng)的清潔度是對(duì)液壓系統(tǒng)實(shí)行主動(dòng)維護(hù)的主要內(nèi)容。天津港完成的“港機(jī)液壓系統(tǒng)污染度控制及液壓油合理更換周期的研究”課題為液壓油按質(zhì)更換、濾芯的更換、液壓油的機(jī)外過(guò)濾提供了科學(xué)依據(jù)，同時(shí)制定的《港機(jī)液壓系統(tǒng)保養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)范了港機(jī)液壓系統(tǒng)主動(dòng)維護(hù)工作，在運(yùn)行中將越來(lái)越顯示其作用。
設(shè)備可以根據(jù)需要選擇不同的維修方式，而主動(dòng)維護(hù)則是對(duì)應(yīng)每種維修方式實(shí)施前要抓的關(guān)鍵性工作，實(shí)施主動(dòng)維護(hù)的設(shè)備可使修理周期大幅度延長(zhǎng)，故障率降低，提高設(shè)備運(yùn)行的可靠性，獲得Z佳的經(jīng)濟(jì)效益。
