论文部分内容阅读
摘要： 随着港口的不断发展，货物装卸的工作效率成为促进港口发展的重要因素，而港口机械液压设备在提高港口货物装卸效率上具有非常重要的作用。因此，不断地对港口机械液压设备污染及维护问题进行研究，探究港口机械液压设备的主动维护措施，至关重要。本文主要对港口机械液压系统污染的主要因素及导致设备损坏的根源进行了分析，提出了港口机械液压系统主动维护的措施，以尽可能减少油液污染来降低设备故障率，延长元件及设备的使用寿命。
关键词： 港口机械设备；液压系统；污染控制；主动维护；措施
引言：在港口机械中，液压系统的造价占总机的 1/3 左右，而高精度的液压零件的修复性极差，一旦磨损就必须更换，因此，保证液压系统的可靠性及使用寿命在设备管理中有着举足轻重的作用。保证液压油使用中的质量和液压系统的清洁度是对液压系统实行主动维护的主要内容，同时制定的《港机液压系统保养标准》，规范了港机液压系统主动维护工作，在运行中将越来越显示出它的效能。设备可以根据需要选择不同的维修方式，而主动维护则是对应每种维修前要抓的关键性工作。实施主动维护的设备可以使修理周期大幅度地延长，故障率降低，提高设备运行中的可靠性，获得最佳的经济效益。
一、主动维护概念及其他维修方式
主动维护是指对导致设备损坏的根源性参数进行监测并控制，在磨损之前，针对根源问题采取的措施，有效地控制磨损及失效发生，最大限度地防止设备故障产生的一种维护方式。据国外有关资料统计，主动维护的成本远远低于其它维修方式。具体情况如表1所述。
表1主动维护与其他维护方式在降低成本上的优势
事后维修是当机器损坏，发生故障，设备不再工作时才进行的维修，由于没有定期的维修计划，易造成意外停机，设备损坏严重，维修费用高。
定期维修是依据设备生产厂家推荐的周期或以前的管理经验定期拆卸，检查设备、更换部件及油液。它能有效防止设备的突发失效，比事后维修节约，但难免发生过剩维修。
状态维修是通过振动监测、油质分析、性能检测等技术手段，对设备工作状态进行监测，并预测可能发展的趋势。当出现工况异常时，借助于有效的手段对故障进行诊断，用诊断的结果来指导维修。这样，使维修工作得以有目的地进行，有效避免突然停机，可使维修工作在尽可能小的范围内进行，是针对问题的征兆采取行动。
二、对港口机械液压设备常见故障
港口机械液压设备常见的故障主要有如下三大类。
（1）突发失效：当一个大颗粒进入泵或马达时，泵或马达可能完全被卡死，一个大颗粒进入滑阀时能阻止阀芯完全关闭；当一个阀的控制节流孔被一个大颗粒堵住时会出现突然失效，例如一个阀体可能因为细小淤泥而无法工作。
（2）间歇失效：间歇失效是液压油中的颗粒妨碍了阀座的正确归位所至。如果阀座很硬，使颗粒不能嵌入其中，则当阀再次打开时该颗粒可能被冲走，以后另一个颗粒可能再次阻碍该阀座的完全关闭，然后再被冲走，于是该阀出现间歇性失效。
（3）退化失效：退化失效是磨料磨损、腐蚀、气蚀、混气、冲刷磨损或表面疲劳的结果，它们都会使系统元件内泄漏增加，降低其效率或精度，最终导致液压系统出现突发故障。
上述 3 种故障主要是因为液压油中的固体颗粒和液压油老化衰变造成的。液压油作为液压系统中动力传递的介质，不但要有良好的润滑性、抗氧化安定性、粘温性等性能，还要具有较高的清洁度，因此，保证油质、防止液压系统的污染是对港机液压系统进行主动维护的关键。
三、港口机械液压设备污染研究
通过上述对港口机械液压设备常见故障的分析可知，液压油中的颗粒或是液压油老化都会导致液压设备故障产生，因此，以下就从了解液压油变质规律和污染变化的关系入手进行实验分析，进而为拟定港口机械液压设备液压油清洁度及相关的控制方法奠定基础。
在实验中共选取了港口常见的6种共20台主力机械、一艘起重船和三艘全回转拖轮作为实验的对象对液压油进行了相关项目指标的跟踪监测。前后共花费两年时间来进行此研究，监测结果如表2。
表2 对实验设备进行检测的结果
实验中对所选取的设备的液压油进行了黏度、酸值、色度、水分的研究，此外实验中还进行了铜片腐蚀、介电常数、清洁度及含铁量的实验研究。通过实验可知，各机械设备液压油的黏度变化均小于7%，远低于报废标准的15%。从酸值上说，各机械设备的酸值变化也非常缓慢。在色度上，所有实验的机械设备中色度变化都没有超过两级。而对水分的研究也可知，在正常的情况下使用这些设备，水分几乎没有变化。在对铜片腐蚀和节点常数的实验中，都证实了液压油变质与这两项无关。但是在对液压油清洁度进行实验时，可以明显看出颗粒变化较为明显。而通过对含铁量的研究，又可知含铁量的增长速率与清洁度有一定关系。最后，通过一系列实验，得出清洁度是影响液压油变质与否的关键，由此也得出了对港口机械液压设备进行维护的主要方向是控制液压系统清洁度。
四、对港口机械液压系统实施主动维护的措施
（一）港口机械液压系统目标清洁度的确定
确定港口机械液压系统的目标清洁度。确定目标清洁度的主要依据是液压系统中所使用元件的种类和液压系统的工作压力， 满足敏感元件的清洁度即代表了系统的目标清洁度。部分港口机械保养技术说明书给出了液压系统目标清洁度，而有些港口机械则没有给出，这就要求我们通过油清洁度的跟踪监测，考查其滤材过滤精度，根据港机液压系统的压力和系统中的敏感元件，合理制定相应的目标清洁度等级。通过对港口主力机械的跟踪研究（油箱取样），确定了部分港機液压系统清洁度等级。
（二）保证液压系统目标清洁度需要注意的问题
1.加注新油及油品更换需要注意的问题
为了保证液压系统目标清洁度，需要在加注新油及油品更换时注意相关问题，具体来说，在加注新油的时候需要用高精度的过滤机进行过滤，之后才能将新油加入到液压系统之中。由于需要使用高精度过滤机对新油进行过滤，因此港口机械公司应当建立统一部署的网络，这样就可以提高高精度过滤机的使用效率，很好地对油品的清洁度进行控制。而针对一些使用时间较长的机械设备，在进行油品更换的时候，就要对液压系统进行适当的冲洗，还要对系统的清洁度水平进行检测，以保证系统清洁度。 2.液压系统密封需要注意的问题
由于外界污染会通过加油口、油箱通气孔、活塞防尘密封圈進入到港口机械设备系统的内部，因此在对港口机械设备进行主动维护时应当注意要使油箱盖密封保持良好，在通气时也应当配置隔离式通气过滤器或用其他的方式来防止灰尘进入系统之中。此外由于较大颗粒物落在活塞杆上会导致活塞杆表面损伤，当活塞杆进行拉伸时就会使活塞杆防尘密封圈产生损坏，活塞杆防尘密封圈可以清除附着在活塞杆上的灰尘和杂物，当它受到损坏时就会造成漏油现象，因此需要加以注意。
3.制定滤材更换周期
虽然购入的港机设备附有液压系统的保养资料，但是随着作业环境和保养条件的变化，其原始保养资料提供的滤材更换周期应随之改变。实行液压油的定期机外过滤，就使油液中大部分的污物被清除掉，大大延长设备本身滤芯的寿命。滤清器最佳的更换时机应为系统颗粒数出现明显增长趋势之前。为此，要确定更为合理的更换周期，就需要对液压油中的各类污染物进行定期监测。
4.确保液压油按质更换
液压油的按质更换是当前确定的最佳换油方式，这种换油方式可以使液压系统的使用潜力最大限度地发挥，同时又可以使系统的磨损达到理想的标准。液压油在使用中一定发会生变质，继续使用变了质的液压油会造成液压系统工作不正常，零部件磨损和腐蚀，严重时会造成重大事故。反之，若液压油还没有变质就更换，不但造成浪费，而且还需停机换油，增加不必要的开支。因此，在使用中了解液压油的质量状况，在它发生明显变质时及时更换，是保护设备、降低成本的一项重要手段。液压油的变质包括油品组成和性质的变化，主要是液压油的氧化变质、轻质馏分的挥发、添加剂损耗和油品污染等，所有这些都会使液压油的性能发生变化，影响正常使用。
在对液压油实现按质更换的过程中，最关键的一点是要能够掌握不同设备机型的液压油老化变质的规律。通过对五项标准进行检测分析，得出了不同液压油老化变质规律和液压油污染变化之间的关系，具体的结果如表3所示。
五、结论
本文从保证液压油在使用中的质量及液压系统清洁度这个角度出发，从液压油目标清洁度确定、保证目标清洁度所需要注意的问题、制定滤材更换周期以及确保液压油按质更换这几个角度进行阐述，并得出相应的检测分析结果。主动维护与维修相比，是主动与被动、事前与事后的关系，因此，主动维护不但为设备可靠运行提供保障，同时可大幅度降低维修成本。
参考文献：
[1]夏志新.液压系统污染控制[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2]韩鹰，杨克石，富文军.工程机械液压油的污染与控制[J].山东交通学院学报，2005，13（3）：49-51.
[3]何庆，李方俊.主动维护技术及其在液压设备中的应用[J].中国矿业大学学报，2003，32（3）：98-101.
[4]雷天觉.液压工程手册[M].北京：机械工业出版社，1990
关键词： 港口机械设备；液压系统；污染控制；主动维护；措施
引言：在港口机械中，液压系统的造价占总机的 1/3 左右，而高精度的液压零件的修复性极差，一旦磨损就必须更换，因此，保证液压系统的可靠性及使用寿命在设备管理中有着举足轻重的作用。保证液压油使用中的质量和液压系统的清洁度是对液压系统实行主动维护的主要内容，同时制定的《港机液压系统保养标准》，规范了港机液压系统主动维护工作，在运行中将越来越显示出它的效能。设备可以根据需要选择不同的维修方式，而主动维护则是对应每种维修前要抓的关键性工作。实施主动维护的设备可以使修理周期大幅度地延长，故障率降低，提高设备运行中的可靠性，获得最佳的经济效益。
一、主动维护概念及其他维修方式
主动维护是指对导致设备损坏的根源性参数进行监测并控制，在磨损之前，针对根源问题采取的措施，有效地控制磨损及失效发生，最大限度地防止设备故障产生的一种维护方式。据国外有关资料统计，主动维护的成本远远低于其它维修方式。具体情况如表1所述。
表1主动维护与其他维护方式在降低成本上的优势
事后维修是当机器损坏，发生故障，设备不再工作时才进行的维修，由于没有定期的维修计划，易造成意外停机，设备损坏严重，维修费用高。
定期维修是依据设备生产厂家推荐的周期或以前的管理经验定期拆卸，检查设备、更换部件及油液。它能有效防止设备的突发失效，比事后维修节约，但难免发生过剩维修。
状态维修是通过振动监测、油质分析、性能检测等技术手段，对设备工作状态进行监测，并预测可能发展的趋势。当出现工况异常时，借助于有效的手段对故障进行诊断，用诊断的结果来指导维修。这样，使维修工作得以有目的地进行，有效避免突然停机，可使维修工作在尽可能小的范围内进行，是针对问题的征兆采取行动。
二、对港口机械液压设备常见故障
港口机械液压设备常见的故障主要有如下三大类。
（1）突发失效：当一个大颗粒进入泵或马达时，泵或马达可能完全被卡死，一个大颗粒进入滑阀时能阻止阀芯完全关闭；当一个阀的控制节流孔被一个大颗粒堵住时会出现突然失效，例如一个阀体可能因为细小淤泥而无法工作。
（2）间歇失效：间歇失效是液压油中的颗粒妨碍了阀座的正确归位所至。如果阀座很硬，使颗粒不能嵌入其中，则当阀再次打开时该颗粒可能被冲走，以后另一个颗粒可能再次阻碍该阀座的完全关闭，然后再被冲走，于是该阀出现间歇性失效。
（3）退化失效：退化失效是磨料磨损、腐蚀、气蚀、混气、冲刷磨损或表面疲劳的结果，它们都会使系统元件内泄漏增加，降低其效率或精度，最终导致液压系统出现突发故障。
上述 3 种故障主要是因为液压油中的固体颗粒和液压油老化衰变造成的。液压油作为液压系统中动力传递的介质，不但要有良好的润滑性、抗氧化安定性、粘温性等性能，还要具有较高的清洁度，因此，保证油质、防止液压系统的污染是对港机液压系统进行主动维护的关键。
三、港口机械液压设备污染研究
通过上述对港口机械液压设备常见故障的分析可知，液压油中的颗粒或是液压油老化都会导致液压设备故障产生，因此，以下就从了解液压油变质规律和污染变化的关系入手进行实验分析，进而为拟定港口机械液压设备液压油清洁度及相关的控制方法奠定基础。
在实验中共选取了港口常见的6种共20台主力机械、一艘起重船和三艘全回转拖轮作为实验的对象对液压油进行了相关项目指标的跟踪监测。前后共花费两年时间来进行此研究，监测结果如表2。
表2 对实验设备进行检测的结果
实验中对所选取的设备的液压油进行了黏度、酸值、色度、水分的研究，此外实验中还进行了铜片腐蚀、介电常数、清洁度及含铁量的实验研究。通过实验可知，各机械设备液压油的黏度变化均小于7%，远低于报废标准的15%。从酸值上说，各机械设备的酸值变化也非常缓慢。在色度上，所有实验的机械设备中色度变化都没有超过两级。而对水分的研究也可知，在正常的情况下使用这些设备，水分几乎没有变化。在对铜片腐蚀和节点常数的实验中，都证实了液压油变质与这两项无关。但是在对液压油清洁度进行实验时，可以明显看出颗粒变化较为明显。而通过对含铁量的研究，又可知含铁量的增长速率与清洁度有一定关系。最后，通过一系列实验，得出清洁度是影响液压油变质与否的关键，由此也得出了对港口机械液压设备进行维护的主要方向是控制液压系统清洁度。
四、对港口机械液压系统实施主动维护的措施
（一）港口机械液压系统目标清洁度的确定
确定港口机械液压系统的目标清洁度。确定目标清洁度的主要依据是液压系统中所使用元件的种类和液压系统的工作压力， 满足敏感元件的清洁度即代表了系统的目标清洁度。部分港口机械保养技术说明书给出了液压系统目标清洁度，而有些港口机械则没有给出，这就要求我们通过油清洁度的跟踪监测，考查其滤材过滤精度，根据港机液压系统的压力和系统中的敏感元件，合理制定相应的目标清洁度等级。通过对港口主力机械的跟踪研究（油箱取样），确定了部分港機液压系统清洁度等级。
（二）保证液压系统目标清洁度需要注意的问题
1.加注新油及油品更换需要注意的问题
为了保证液压系统目标清洁度，需要在加注新油及油品更换时注意相关问题，具体来说，在加注新油的时候需要用高精度的过滤机进行过滤，之后才能将新油加入到液压系统之中。由于需要使用高精度过滤机对新油进行过滤，因此港口机械公司应当建立统一部署的网络，这样就可以提高高精度过滤机的使用效率，很好地对油品的清洁度进行控制。而针对一些使用时间较长的机械设备，在进行油品更换的时候，就要对液压系统进行适当的冲洗，还要对系统的清洁度水平进行检测，以保证系统清洁度。 2.液压系统密封需要注意的问题
由于外界污染会通过加油口、油箱通气孔、活塞防尘密封圈進入到港口机械设备系统的内部，因此在对港口机械设备进行主动维护时应当注意要使油箱盖密封保持良好，在通气时也应当配置隔离式通气过滤器或用其他的方式来防止灰尘进入系统之中。此外由于较大颗粒物落在活塞杆上会导致活塞杆表面损伤，当活塞杆进行拉伸时就会使活塞杆防尘密封圈产生损坏，活塞杆防尘密封圈可以清除附着在活塞杆上的灰尘和杂物，当它受到损坏时就会造成漏油现象，因此需要加以注意。
3.制定滤材更换周期
虽然购入的港机设备附有液压系统的保养资料，但是随着作业环境和保养条件的变化，其原始保养资料提供的滤材更换周期应随之改变。实行液压油的定期机外过滤，就使油液中大部分的污物被清除掉，大大延长设备本身滤芯的寿命。滤清器最佳的更换时机应为系统颗粒数出现明显增长趋势之前。为此，要确定更为合理的更换周期，就需要对液压油中的各类污染物进行定期监测。
4.确保液压油按质更换
液压油的按质更换是当前确定的最佳换油方式，这种换油方式可以使液压系统的使用潜力最大限度地发挥，同时又可以使系统的磨损达到理想的标准。液压油在使用中一定发会生变质，继续使用变了质的液压油会造成液压系统工作不正常，零部件磨损和腐蚀，严重时会造成重大事故。反之，若液压油还没有变质就更换，不但造成浪费，而且还需停机换油，增加不必要的开支。因此，在使用中了解液压油的质量状况，在它发生明显变质时及时更换，是保护设备、降低成本的一项重要手段。液压油的变质包括油品组成和性质的变化，主要是液压油的氧化变质、轻质馏分的挥发、添加剂损耗和油品污染等，所有这些都会使液压油的性能发生变化，影响正常使用。
在对液压油实现按质更换的过程中，最关键的一点是要能够掌握不同设备机型的液压油老化变质的规律。通过对五项标准进行检测分析，得出了不同液压油老化变质规律和液压油污染变化之间的关系，具体的结果如表3所示。
五、结论
本文从保证液压油在使用中的质量及液压系统清洁度这个角度出发，从液压油目标清洁度确定、保证目标清洁度所需要注意的问题、制定滤材更换周期以及确保液压油按质更换这几个角度进行阐述，并得出相应的检测分析结果。主动维护与维修相比，是主动与被动、事前与事后的关系，因此，主动维护不但为设备可靠运行提供保障，同时可大幅度降低维修成本。
参考文献：
[1]夏志新.液压系统污染控制[M].北京：机械工业出版社，2010.
[2]韩鹰，杨克石，富文军.工程机械液压油的污染与控制[J].山东交通学院学报，2005，13（3）：49-51.
[3]何庆，李方俊.主动维护技术及其在液压设备中的应用[J].中国矿业大学学报，2003，32（3）：98-101.
[4]雷天觉.液压工程手册[M].北京：机械工业出版社，1990