折彎機液壓油的綜合監測

                                                1.現行診斷方法的不足
                                                現在從事機械故障診斷的人員以機械專業為主,對機械設備故障診斷的方法也以機械診斷方法為主,即使考慮折彎機液壓油,也多把注意力集中在油中磨粒的監測。這些監測方法,必然有一些不足。首先是重“診斷”、輕“預測”,及時性差。大多數診斷僅起“證明”作用,即從折彎機液壓油中磨粒情況“推測”設備“已”發生了什么故障,而并未“預測”到設備“將”發生什么故障。在采用單一的光譜或鐵譜技術的監測實例中,當監測裝置發出警告時,拆機后發現不同程度的故障“已”發生,如拉缸、斷環、斷齒、燒瓦等。其次是因果顛倒,多走彎路。實際操作中很多例子是先做鐵譜或光譜,發現問題后再做油的理化分析,或所有方法都做,再找原因去排除。最后是,警告不準確,對故障發生原因的指導不夠,無法指導以后的整改措施。
                                                對機械設備狀態的監測,必須考慮到其工作的特點,如移動、沖擊、振動、粉塵、淋水、防爆、空間小、維護難等因素的影響,所以使用的監測方法和儀器都必須與這些特點相適應。而從折彎機液壓油著手,采用幾種監測方法結合來做機械設備的故障診斷,一是折彎機液壓油本身的質量、使用中的變化、油中異物等都會造成故障,在變質到某種程度前或異物含量低于某值時未引發故障,但若發展下去必定會發生故障,根據這些數值的大小在發生故障前做出警報,因而預測期長;二是折彎機液壓油中攜帶的異物,如機械雜質、水分、污物等反映了機械內部的狀況,指示故障原因較明確,易于確定需要采取的預防措施。
                                                幾種監測方法的結合及合理配置
                                                1)工作流程
                                                在基于折彎機液壓油的幾種監測方法中,理化分析、光譜和鐵譜等多種監測方法的合理結合很重要。故障的發生是設備本身的質量,包括設計、材料、冷熱加工,以及操作、管理、工況條件、折彎機液壓油質量的綜合結果,相互影響,情況復雜,只有把幾種方法結合起來,合理配置,利用各自的診斷優勢,從不同角度分析,互相補充,才能提高診斷的質量。國外的經驗表明,應建立折彎機液壓油監測中心,長期堅持對設備的工況監測,同時不斷積累數據和經驗,并借助計算機予以完善和規范化,逐步形成一套工況監測的計算機專家系統,如圖所示為折彎機液壓油監測的工作流程。
                                                2)折彎機液壓油理化分析折彎機液壓油的主要理化指標即常規指標,包括黏度、酸值、水分、機械雜質、不溶物、閃點等。這些指標的變化,一方面表示油的降解,油降解到一定程度會引發故障;另一方面反映礦山機械運轉狀態,如泄漏等因素本身就是故障或將引發故障,若不及時處理就會造成更大故障,因此原則上超標就應立即停機、拆檢或換油。折彎機液壓油常規指標的變化與故障的關系參見表。
                                                表 折彎機液壓油常規指標的變化與故障的關系

                                                項 目

                                                上升趨勢

                                                下降趨勢

                                                規 律

                                                精度

                                                操作溫度過高

                                                液壓元件運動副間隙遺大

                                                酸值

                                                換油期過長,工況苛刻

                                                一般為上升

                                                丙點

                                                設備溢度高

                                                液壓元件運動剮間隙過大

                                                殘炭分子

                                                外來污染大,油過濾器失效

                                                一般為上升

                                                不溶物

                                                換油期過長,工況苛刻

                                                一般為上升

                                                水分

                                                操作溫度過低,泄漏

                                                一般為上升

                                                從折彎機液壓油的一些常規指標的變化能了解折彎機液壓油降解后的外在情況,而油降解的化學成分要通過紅外光譜分析,它可以監測出油氧化后的醇、醛、酮、酸等含氧化合物及硝化物等官能團的量,從而得知油的降解程度。此外,它還能監測出油中某些添加劑和污染物的含量。紅外光譜儀是一種應用廣泛的分析儀器,分析折彎機液壓油有一套專業軟件,如美國PE公司的軟件。這個工作先要作出參比油和在用油的譜圖,除去相同的吸收峰,得出差值,找出差值的基線,就可以定量在用油中各降解產物和污染物讀數。
                                                以上分析項目的儀器較便宜,設置容易,操作費用低,技術難度不高,省時省事,而且均有標準方法,分析結果都有明確通用的數值。
                                                3)以光譜為主,與鐵譜結合做折彎機液壓油磨損顆粒分析
                                                設備磨損下來的金屬顆粒被流動的折彎機液壓油攜帶出來,可以從折彎機液壓油中磨粒的數量和大小推測磨損程度,從磨粒的形態推測磨損發生的類型,從磨粒的合金成分推測發生磨損的部位。原理上,折彎機液壓油理化分析是從故障的“原因”進行故障診斷,顆粒分析是從故障的“后果”進行故障診斷。針對礦山機械的故障特點,可以以光譜為主,與鐵譜結合做折彎機液壓油磨損顆粒分析。
                                                (1)光譜法。
                                                原子發射光譜或X熒光光譜、等粒子光譜等,可同時測出幾十種金屬元素在折彎機液壓油中的含量,也可測磷、硫等非金屬含量,屬定量測量,可以反映故障發生前夕或初期的后果和原因,設備較貴而操作簡便。針對礦山機械故障的特點,建議采用發射光譜法。
                                                (2)鐵譜法。
                                                在光譜測出某些有關金屬元素濃度達到一定值后,按需要或抽檢做鐵譜是必要的。在不停機、拆機的情況下,通過鐵譜可以從更深層次了解設備內部發生的摩擦、磨損情況,使人們更清楚地認識到故障的發生和磨損性質,是光譜法的必要補充。
                                                近年來,鐵譜監測作為對機械設備的工況監測技術已取得了較好的效果。用于鐵譜監測的有關儀器,如旋轉式鐵譜儀及顆粒定量儀均已在煤炭系統研制成功并投人了使用。
                                                鐵譜技術分析故障的關鍵是,將折彎機液壓油內鐵磁性金屬磨屑顆粒與油液、煤塵、粉塵等雜質分開,并按一定的規則沉積到玻璃基片上制成譜片,然后對磨屑進行顯微觀察,進行定性和定量鐵譜分析,診斷出機械運動副間或液壓系統的故障,以便采取措旌、消除隱患,保證設備安全運行。
                                                對油磨屑的鐵譜分析總體工作步驟是:首先從機械設備采集具有代表性的油樣,再監測油樣中的磨屑顆粒的數量和粒度的分布,繼而診斷出設備屬于正常磨損還是異常磨損;若屬于異常磨損,就應診斷出被磨損的零件和磨損類型,如磨料磨損、疲勞剝落等,在此基礎上預測出被磨損件的剩余壽命和發展情況,最后拿出處理方案和措施。
                                                定性鐵譜是通過對譜片上的磨屑進行顯微觀察,以磨屑的形狀、大小和顏色來判斷磨損的形式、嚴重程度和磨屑的材質;定量鐵譜則是靠顆粒定量儀和加裝在鐵譜顯微鏡上的光密度測定儀,對譜片的大小顆粒數量比例的分析和譜片上不同位置磨屑沉積的光密度的分析來實現,或者測定磨屑覆蓋面積的百分比,由此計算出磨損烈度指數。磨損烈度指數通過大小磨屑比例變化反映磨損的烈度,它是反映磨損狀況的重要指標。顆粒定量儀的讀數反映了油內鐵磁性顆粒的總含量。
                                                經驗表明,對機械設備進行的鐵譜監測,必須強調將定性鐵譜與定量鐵譜相結合,這是因為一些機械的漏油比較嚴重,國產密封件質量難以在短期內解決,加之液壓元件的熱處理不過關,因而造成折彎機液壓油隨漏隨添的現狀。在這種情況下,定量鐵譜及磨屑總量都不能真實反映機械的實際工況,只能起到監測的輔助參考作用。而此時依靠定性鐵譜卻可以識別磨屑情況,得出比較準確的判斷,這個結論在多次實際監測結果中已得到證實。
                                                鐵譜技術分析機械設備故障的關鍵是通過觀察、統計,制成實用圖譜。
                                                (3)光譜與鐵譜預測的一致性問題。
                                                在正常情況下,光譜中磨損顆粒濃度與鐵譜結果有大約一致的關系。實踐證明,在正常磨損期,大磨粒與小磨粒的變化速率保持一致,當一種方法預測有故障時,拆機后均得到證實。也就是說,作為磨粒濃度測定,在大多數情況下不必二者都做,僅做其--且1]可,即首選油樣均勻、操作簡單、易于定量的光譜法。鐵譜與光譜預測也有不一致的情況,這里面有儀器本身性能的局限性和取樣的代表性問題,同時也反映了故障的復雜性和經驗統計歸納的重要性。也就是說,不同的磨粒分析儀器從不同方面監測磨粒情況,互相代替不了。
                                                (4)觀察折彎機液壓油的油溫、油壓和油耗。
                                                折彎機液壓油的油溫、油壓和油耗如果高于或低于規定值,則預示有故障發生的可能性,應及時檢查和排除。
                                                3.需要注意的幾個問題
                                                機械設備故障診斷是設備管理中一項十分重要的工作,常用的多是機械方面的方法,如振動、溫升等,與折彎機液壓油有關的也僅是對其攜帶的磨粒的監測。以折彎機液壓油的變化作為主體,將幾種監測方法進行有機結合、合理配置的診斷思路還是新課題,因而需要做的工作還很多,在這方面還應注意以下幾個問題。
                                                (1)保證取得需要的折彎機液壓油油樣。通過折彎機液壓油分析做診斷就要取油樣,這是一項簡單的工作,但同時又是一項極重要的工作。獲取的油樣無代表性,從其分析數據得出的結論只會起誤導作用。同時,油樣分析費錢費時,必須合理安排取樣周期,以盡量減少分析工作量;還要合理選擇取樣位置和取樣時間等,以反映實際情況。
                                                (2)了解故障發生前后油樣和設備的變化情況。這個工作對找出真正的原因幫助很大,如故障前有無同類故障記錄、中途加油有無問題、加新油前系統的清潔程序等。
                                                (3)警告指標的確定是關鍵。警告指標與故障息息相關,有些資料給出了一些參數,但是針對機械設備的具體故障特點,必須通過長期的監測分析,取得并制定判別依據,進行警告指標的重新確定工作。
                                                (4)著力尋找故障主體或原發性故障。有的故障主體很明顯,有的很模糊,如有些看起來是機械問題引起的故障有可能含有折彎機液壓油質量的原因,有些看起來是由折彎機液壓油質量造成的故障也可能含有機械原因,應仔細分析,避免習慣思維的誤區,切勿從表面現象匆匆下結論。
                                                (5)注重兩個“加強”。一是加強與其他機械診斷方法配合的研究,提高診斷的預知性、準確性和及時性;二是加強機械行業與折彎機液壓油行業的交流,發展基于折彎機液壓油的故障診斷新技術。冶金設備電液伺服系統在線狀態監測系統
                                                來源:本站   編輯:普通管理員
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