大型快锻机液压系统的预防性维护

大型锻造液压系统的预防性维护技术可以视作压力机本身的智能化自检，其内涵就是尽早发现液压系统的潜在故障，将可能因故障造成的停机消灭在萌芽状态。本文以大型快锻机为例，介绍了预防性维护技术的内涵、功能、实施范围及实现条件。

自1994年Kido[1]制备了第一个白色有机电致发光器件(White Organic Light-emitting Devices, WLOED)以来，越来越多的科研人员投入到WOLED的研究中.影响白光器件性能的主要因素有蓝光部分的效率和寿命等，而高效的蓝光器件是得到高效的白光器件的基础和关键[2]，也是推动WOLED实现大规模产业化和应用的基础和关键因素.

大型锻造液压机作为基础工业的重要装备，其技术发展一直都在同应用市场与时俱进。高精度、快速锻造与速度控制和长寿命是大型锻造液压机技术研发的聚焦点。伴随着计算机技术、液压元件及电控技术的不断发展，大型锻造液压机在这些聚焦领域的研发也有了长足的进步。

液压系统是大型液压机的心脏，心脏运行的好坏直接关系到液压机的性能和寿命。上面提到的技术研发聚焦点很大部分归根到底还是落在液压系统的研发上。随着液压机吨位的不断提升，液压系统愈发庞大复杂。数量众多的液压泵、液压阀等元件以及超大容量液压介质的运行让液压机的维护工作变得更加复杂、繁琐和低效。另一方面，由于投资较大，企业通常只有一台相同吨位的液压机，一旦液压机出现问题，会对企业的生产产生很大的影响。这些需求都使得液压机维护工作变得越来越重要，进一步激发了对液压系统“预防性维护”技术的研发。

在国内，通过查阅大量资料，发现对这方面的研究相对较少，祝衍军［3］在《“政校行企”四方联动模式下的高职院校兼职教师建设探究》中以东莞职业技术学院为例，针对兼职教师队伍建设实践过程中出现的问题，提出了如何在“政校行企”四方联动模式下更好地整合社会教育资源，以加强高职院校的兼职教师建设。费云生［4］在《高职教师能力素养培养策略探究》中认为，在高职院校的教育中，教师应该依据高职教育学生的职业性特征，进行学生的培养工作，同时将教师的素质培养作为教育工作的重点。

预防性维护的内涵

为了更有效的实现预防性维护，对液压元件历史工况数据的追溯和对未来运行趋势的判断也同样必不可少。

预防性维护的功能

根据客户的定制需要，快锻机可以采用不同的结构形式：两柱或四柱机架，上压式或下拉式传动等。本文以四柱上压式快锻机为例，如图1 所示。

⑴实时监控。

通过数据分析，结合产品总出成和综合售价两个方面的综合考虑，在毛鸡只重为5.10×500g时，有相对较高的总出成和最高的综合售价。所以，确定车间肉鸡屠宰中毛鸡的最佳只重为5.10×500g，对养殖端的毛鸡养殖的最佳只重范围提供一定理论依据，进而对屠宰车间的最大化价值生产提供一定的原料支持。

液压系统中的液压元件只有在运转过程中才会展现它们的工况，只有通过一些预设条件以及前后工况的对比才能评估和发现潜在的或微小的不正常或故障。因此，实时监控是实现预防性维护的必要条件。

⑵历史追溯及趋势判断。

预防性维护，顾名思义就是要提前进行维护工作，通过系统自动诊断发现液压系统的潜在故障，做到未雨绸缪，将因故障造成的停机事故消灭于萌芽状态，从而提高液压机的稳定性和安全性。

预防性维护的范围

在众多商业IP（如Altera和Xilinx）中由于反正切和正余弦函数是分开的，导致在使用时面积较大。而本文所提出基于CORDIC算法三角函数加速核的最大特点是以资源共享方式共享了反正切和正余弦函数的迭代部分，用与实现单一函数IP差不多的资源开销，以16级流水线结构实现了两个函数的功能，其流水线结构如图2所示。

预防性维护的实施

锻造有模锻和自由锻之分，与此相应，锻造液压机也可以清晰地分为模锻液压机和自由锻液压机。相对于模锻液压机，自由锻液压机具有高速、高频、高开机率的特点，例如德国Siempelkamp 公司提供给中国客户的压力机可以采用高达125 次／分的频次进行精整。由于速度快、频次高，某些客户还要求具备模锻液压机恒速控制的功能，使自由锻液压机的液压系统变得更为复杂。因此，相对于模锻液压机，自由锻液压机维护的重要性和难度要求更高。

高速自由锻液压机在行业内又称为快锻机，本文就以快锻机为例来阐述液压系统的预防性维护技术。

2015年药典中，液相－电感耦合等离子体质谱联用法（HPLC－ICP－MS）是常见测定方法之一。由于HPLC－ICP－MS是一种新型元素和同位素分析技术，具有检出限低、动态线性范围宽、干扰少、分析精密度高和分析速度快等优点，可同时完成多元素测定，具有极高的检测效率，是痕量、超痕量元素分析领域最先进的方法之一［9，10］。 因此，采用 HPLC－ICP－MS手段对中药重金属含量进行测定，进而采取质量控制手段，对于规范中药采集、运输、加工饮片及制剂过程中可能引入的重金属进行监控和规范有重要的现实意义。

对于锻造液压机的液压系统，重要的液压元件包含：主泵、辅助泵、控制阀及阀块、冷却循环单元等，这些都是预防性维护的实施范围。同时，液压介质作为液压机的“血液”，其运行工况时刻关系到液压机的正常使用，因此也是预防性维护的重点关注内容。

实施的范围

要做到提前发现维护需求，需要实现如下功能：

运用图像采集法收集数据并计算，运用MATLAB以及最小二乘法拟合处理数据，将实际中的不规则曲线用二次或者三次多项式来代替.使数据更加容易进行后期处理与加工使用.根据得到的臀部运动曲线进行机构设计，运用多个位置的函数关系得出液压杆的长度与时间的关系，实现装置的控制.最终对产品进行具体设计，使其完整.

①主泵及辅助泵；②控制比例阀；③开关阀；④HCF 站。

基于上述讨论,本文设计了一款实验用四频带带通滤波器。滤波器基板的相对介电常数为2.33,厚度为0.8 mm,机械尺寸小于21 mm×32 mm,大约为0.18λg×0.13λg,其中λg表示滤波器第一通带中心频率处的基板上的导波波长。

四柱上压式快锻机顶部、下部及液压站内的液压元件是实施的范围，主要实施对象包含：

实施的方法

⑴实施的条件。

如今是信息化时代，众多功能的实现皆基于底层的数据。为了采集到所需要的数据，需要在液压元件里安装必要的额外传感器，这些传感器的数据通过现场总线、网络系统以及PLC 传输到快锻机的数据库中。

⑵实时数据采集和存储。

预防性维护的一个重要功能就是实时监控，也就是实时数据的采集和界面展示。通过快锻机标配的传感器和额外安装的传感器，预防性维护系统对所有实施的液压元件进行实时监控，维护人员通过系统可以看到液压元件的实时运行数据及状况。这些数据同时会自动存储于数据库，以供系统数据应用及维护人员未来分析使用，如图2 所示。

⑶内置评估准则。

数据的采集和存储仅仅是第一步，数据的使用才是系统的核心。系统自身内置了一套评估准则，通过内置的评估准则，系统对采集的数据进行自动评估，在系统界面上以多种形式给出评估结果，例如运行状况、报警信息、维护需求、剩余寿命等。这就如同在设备里内置了一个维护专家，客户的维护人员即使是新手，也可以对重要液压元件的运行工况一目了然。

如图3 所示，通过对循环过滤单元数据的评估，在系统界面上显示滤芯的剩余寿命。

⑷历史曲线。

数据采集后，系统的历史曲线绘制功能会自动激活，在系统界面上可以看到液压元件工况的历史曲线，进一步掌握液压元件的运行规律，预测其未来的运行趋势及运行寿命。

结束语

预防性维护技术可以看作快锻机的智能化自检功能，在快锻机自身内部建立苗头性问题的早发现、早提醒、早纠正机制，从而为客户的稳定生产保驾护航。目前，前面介绍的预防性维护内容都已经成功运用在实际生产中，成为客户有力高效的实用工具；另一方面，随着客户对快锻机液压系统维护的细化要求，预防性维护技术仍在进一步发展中，例如对某些重点部位的实时泄露监测等。