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對重型機械液壓系統通用技術條件新標準的幾點看法

2019-12-18 10:57| 發布者: 液壓哥| 查看: 490| 評論: 0

簡介:唐穎達,劉堯 摘要:通過對GB/T 37400.16—2019新標準(以下簡稱為“新標準”)與JB/T 6996—2007、GB/T 3766—2015等標準的比較及分析,指出了新標準的一些技術進步,也指出了新標準存在的一些值得商榷的問題,同時還 ...

唐穎達,劉堯

摘要:通過對GB/T 37400.16—2019新標準(以下簡稱為“新標準”)與JB/T 6996—2007、GB/T 3766—2015等標準的比較及分析,指出了新標準的一些技術進步,也指出了新標準存在的一些值得商榷的問題,同時還提出一些看法,如新標準規定的要求并不全面、準確;蚰転槲磪⒓釉摌藴势鸩莨ぷ鞯膶I技術人員理解、使用該標準提供一點幫助。

關鍵詞:重型機械;液壓系統;標準;問題;看法

引言

GB/T 37400.16—2019《重型機械通用技術條件 第16部分:液壓系統》新標準于2019-08-30發布、將于2020-03-01實施,本文作者對其進行了解讀。

1 新標準與JB/T 6996—2007的比較及分析

根據對新標準與JB/T 6996—2007《重型機械液壓系統 通用技術條件》“范圍”的比較,其都是規定了冶金、軋制及重型鍛壓等機械設備的要求,因此它們的“范圍”基本一致。它們的主要不同之處在于,新標準適用于公稱壓力不大于40MPa,液壓介質為礦物油型液壓油的機械設備液壓系統;而JB/T 6996—2007適用于公稱壓力不大于31.5MPa的機械設備液壓系統,且對液壓傳動介質沒有作出規定。

盡管新標準在其“前言”中沒有明確是否已經代替了JB/T 6996—2007,現在JB/T 6996—2007也沒有公告作廢,但是,根據他們內容的相似程度,可以基本斷定新標準是在JB/T 6996—2007基礎上修訂的。

新標準與JB/T 6996—2007比較有一些技術進步,如增加了“規范性引用文件”、增加一些條款、修改了一些表述(見表1)等。

表1 兩項標準表述比較舉例

序號

JB/T 69962007中表述

GB/T 37400.162019中表述

1

  3.1g)原理簡單、完善

  3.1f)原理可靠、完善

2

  3.1j)成本低廉

  3.1k)成本經濟

3

  3.2c)系統使用地區的氣候情況、系統周圍的環境溫度、濕度及其變化范圍

  3.2c)系統使用地區的氣候情況、系統周圍的環境溫度、濕度、鹽度及其變化范圍

4

  3.3.2  系統的設計與調整必須使沖擊壓力最小。沖擊力不致影響設備的正常工作和引起危險

  3.3.3  系統的設計與調整應考慮沖擊力,沖擊力不應影響設備的正常工作和引起危險

5

  3.3.5  元件的安裝位置必須能安全方便地調整與操作

  3.3.6  元件的安裝位置應安全,并方便調整與操作

6

  3.9.1  元件、輔助元件等的清潔度應符合有關標準或規范的規定,系統組裝過程中應保持其清潔度

  3.8.1  元件、輔助元件等的清潔度應符合制造商的推薦,系統組裝過程中應保持其清潔度

7

  3.9.6  為防止污染系統,開式油箱應設置空氣濾清器;系統回路中應設置濾油器;伺服閥、比例閥的壓力口處應設置無旁通的濾油器。

  3.8.5  為防止污染系統,開式油箱應設置空氣濾清器;系統回路按需要設置濾油器;伺服閥、比例閥的壓力口處應設置濾油器。

8

  3.11.2  當系統中的元件拆卸時,不得使工作油(液)大量流失,盡量減少拆卸鄰近的元件和部件,且不要求油箱排油等

  3.9.2  當系統中的元件拆卸時,油箱不應排油,并且應減少鄰近元件和部件的拆卸

9

  3.13.3e)系統的調試方法、步驟、操作要求及注意事項

  3.11.3e)系統的操作要求及注意事項

10

  3.15.1.1  元件的圖形符號應符合有關標準或元件專業生產廠樣本的規定 

  3.12.1.1  元件的圖形符號應符合GB/T 786.1或元件專業制造商的規定

11

  3.15.1.2  計量單位應符合國家標準規定

  3.12.1.2  計量單位應符合GB/T 3102(所有部分)規定

12

  3.15.2.4  液壓裝置主管路(如壓油管路、回油管路、泄油管路)的出口連接處,涂敷100 mm寬的色環面漆。用以表示不同類別功能的管路。色著應符合設計要求的規定。非液壓裝置上的主管路外表面涂漆色著與色環色著對應、相同

  3.12.2.4  著色應符合設計要求規定。非液壓裝置上的主管路外表面涂漆著色與色環著色對應、相同

13

  3.16  操作力  腳踏  78N

  3.13e)腳踏:200N

14

  3.17  擰緊力矩  接頭、螺塞、元件緊固件的擰緊力矩應符合有關規范或生產廠家的規定

  3.14  擰緊力矩  接頭、螺塞、元件緊固件的擰緊力矩應符合GB/T 37400.10的規定或采納制造商的推薦

由表1可以看出,新標準的一些措辭更加準確;一些做不到的要求被刪除;給出了應符合的具體標準,使新標準使用更加方便。

但是,更多的情況是新標準與JB/T 6996—2007內容相同,F舉一例,在新標準中規定:“5.6.1.1.3 油箱結構應符合下列基本要求:c)應有足夠的支承面積,以便在裝配和安裝時用墊片和楔塊等進行調整;”而在JB/T 6996—2007的“10.2.1.3c)”中的內容與之相同,F在的問題是這些相同的內容并不全面、準確,但新標準卻沒有修改。此項較為全面、準確的表述宜為,油箱的四角或支撐構件宜提供足夠的面積,以用于地腳固定和調平。具體可參見GB/T 3766—2015的5.4.5.2.1條h)項。

2 新標準與GB/T 3766—2015的比較及分析

盡管在新標準的“2 規范性引用文件”中沒有引用GB/T 3766—2015《液壓傳動 系統及其元件的通用規則和安全要求》,但是兩項標準的一些內容卻幾乎完全一致。例如與JB/T 6996—2007比較新增的:“5.4.1.1 閥的選擇 選擇閥的類型應考慮正確的功能、密封性、維護和調整的要求,以及抗衡可預見的機械或環境影響的能力。在固定式重型機械中使用的系統應首選板式安裝閥和/或插裝閥。當需要隔離閥時,當需要隔離閥時,應使用其制造商認可的適用于此類安全應用的閥! 其中僅將“固定式工業機械”替換為“固定式重型機械”而已。

僅以新標準中的“5.5.1 液壓缸”與GB/T 3766—2015中的“5.4.2 液壓缸”進行比較,新標準給出的規定的要求并不全面、準確。例如:

a)在新標準中規定:“5.5.1.1 設計或選用液壓缸時,應考慮行程、負載和裝配條件,以防止活塞桿在外伸工況時產生不正常的彎曲!倍贕B/T 3766—2015中規定:“為避免液壓缸的活塞桿在任何位置產生彎曲或失穩,應注意缸的行程長度、負載和安裝型式!

比較上述兩項標準規定,“活塞桿在任何位置”比“活塞桿在外伸工況時”、“為避免液壓缸的活塞桿……產生彎曲或失穩”比“以防止活塞桿……產生不正常的彎曲”都更為全面、準確。況且活塞桿不可產生彎曲(一般理解為永久變形),也就沒有什么是正常彎曲或是不正常彎曲了。

b)在新標準中規定:“液壓缸的安裝應符合設計圖樣和/或制造商的規定!倍贕B/T 3766—2015中規定的“5.4.2.1 抗失穩”、“5.4.2.3 安裝額定值”、“5.3.2.4 限位產生的負載”、“5.4.2.5 抗沖擊和振動”、“5.4.2.7 安裝和調整”、“5.4.2.8 安裝位置”、“5.4.2.9 安裝用緊固件”(具體內容省略或見下文)等都涉及液壓缸的安裝,其更為全面、準確。

c)在新標準中規定:“5.5.1.3 若結構允許,安裝液壓缸時進出油口的位置應在最上面,應使其能自動放氣或裝有方便的放氣閥或人工放氣的的排氣閥!倍贕B/T 3766—2015中規定:“5.4.2.15 氣體排放 5.4.2.15.1 放氣位置 在固定式工業機械上安裝液壓缸,應使其能自動放氣或提供易于接近的外部放氣口。安裝時,應使液壓缸的放氣口處于最高位置。當這些要求不能滿足時,應提供相關的維修和使用資料。5.4.2.15.2 排氣口 有充氣腔的液壓缸應設計或配置排氣口,以避免危險。液壓缸利用排氣口應能無危險地排出空氣!

比較上述兩項標準規定,不難看出在GB/T 3766—2015中的規定更為全面、準確。

d)在新標準中規定:“液壓缸的安裝應牢固可靠;在行程大和工作條件熱的場合,缸的一端應保持浮動,以避免熱膨脹的影響!倍贕B/T 3766—2015中規定:“5.4.2.5 抗沖擊和振動 安裝在液壓缸上或與液壓缸連接的任何元件和附件,其安裝或連接應能防止使用時由沖擊和振動等引起的松動。5.4.2.8 安裝位置 安裝面不應使液壓缸變形,并應留出熱膨脹的余量。液壓缸安裝位置應易于接近,以便于維修、調整緩沖裝置和更換全套部件!

新標準此條規定可能存在兩個問題,其一是此條規定是否與5.5.1.2條規定重復,其二是“液壓缸的安裝應牢固可靠”與“缸的一端應保持浮動”是否矛盾。

比較上述兩項標準規定,還是在GB/T 3766—2015中的規定更為全面、準確。

e)與JB/T 6996—2007比較,在新標準中的5.5.1.5條、5.5.1.6條和5.5.1.7條規定都是新增內容,其中“5.5.1.6 液壓缸的安裝面和活塞桿的滑動面的平行度和垂直度應符合設計圖樣和/或制造商的規定!彼婆c5.5.1.2條規定重復,且對“液壓缸的安裝面和活塞桿的滑動面的平行度和垂直度”同時提出要求的含義也不甚清楚。

經過查對,在GB/T 3766—2015中沒有與新標準“5.5.1.5 配管連接不應松弛”和“5.5.1.7 密封圈的安裝應符合制造商的規定”相同或相似的內容。況且,在GB/T 37400.10—2019《重型機械通用技術條件 第10部分:裝配》中就有“6.7 液壓缸 氣缸及密封件裝配”,為什么不直接引用或要求也不甚清楚。

因此,對新標準以上三條新增加的規定其是否必要存疑。

在新標準中還有一些關于液壓缸的要求,如“5.4.2.2 結構設計”、“5.4.2.6 意外增壓”、“5.4.2.10 緩沖器和減速裝置”、“5.4.2.11 可調節行程終端擋塊”、“5.4.2.12 活塞行程”、“5.4.2.13 活塞桿”、“5.4.2.14 密封裝置和易損件的維修”等,都是新標準中沒有的內容,因此可以認為GB/T 3766—2015比新標準更為全面。

3 新標準中一些值得商榷的問題

3.1 缺失液壓系統技術參數問題

在新標準中沒有規定什么是其技術參數或主要技術參數。但新標準規定:“設計單位應向用戶提供系統使用說明書,其內容主要包括:b)系統的主要作用、組成及主要技術參數”。

新標準適用于公稱壓力不大于40MPa機械設備,如果液壓系統公稱壓力≤40MPa的各公稱壓力值如40MPa、35MPa、31.5MPa、25MPa、20MPa、16MPa等,或可選擇其一作為技術參數或主要技術參數。

作為液壓系統,僅規定公稱壓力作為其主要技術參數是不夠的,至少還需規定“流量”一同作為其主要技術參數。然而,在GB/T 3766—2015《液壓傳動 系統及其元件的通用規則和安全要求》中沒有相關“公稱壓力”的表述。

另外,在GB/T 786.2—2018《流體傳動系統及元件 圖形符號和回路圖 第2部分:回路圖》中規定:“回路圖中應給出最大壓力或壓力范圍信息,單位為千帕(kPa)或兆帕(MPa)!

注:1. 在GB/T 17446—2012中規定的是“最高壓力”,而非“最大壓力”;至于液壓系統應以“最高壓力”或“最高工作壓力”作為主要技術參數,不是本文所要討論的。本文只是認為液壓系統應有技術參數作為其標志,

2. 盡管GB/T 786.2—2018不是新標準的規范性引用文件,但新標準規定:“設計單位應向用戶提供系統使用說明書,其內容主要包括:c)系統的工作原理與使用說明”。

3.2 術語使用不規范問題

在新標準的“2 規范性引用文件”中沒有引用專門的術語或詞匯標準,也沒有規定哪項標準中界定的術語和定義適用于該標準。

現僅根據GB/T 17446—2012《流體傳動系統及元件 詞匯》判斷,新標準中術語使用比較混亂,且不符合GB/T 1.1—2009《標準化工作導則 第1部分:標準的結構和編寫》的相關規定。例如:

a)礦物型液壓油,工作液壓油,工作油液,油液,流體,工作油;

b)輔助元件,輔助裝置,油箱輔件,管路輔件;

c)油箱低限液位,油箱低極限液面位置,油箱次低液位,(油箱)最低限液位;

d)管路,管子,管件;

e)油路塊,油路板;

f)熱交換器,冷卻器,加熱器;

g)濾油器,過濾器;

h)吸油管路,進油管路;

i)壓油管路,壓力管路;

j)壓力式隔離型油箱,壓力式充氣型油箱,壓力式油箱(罐);

k)制造商,制造廠;

l)設備內部容腔,設備內腔;

m)材質,材料;

n)涂料,涂裝材料;等。

“液壓油液”、“油路塊”、“熱交換器”、“冷卻器”、“加熱器”、“過濾器”、“壓力油箱”等都是GB/T 17446—2012定義過的術語。對于已在其他標準中界定的術語和定義,應直接使用。新標準大多使用“濾油器”而較少使用“過濾器”,更是沒有道理。

每項標準(或一項標準的不同部分)內,對于同一個概念應使用同一個術語,亦即標準的術語應保持一致。如新標準中“沖洗液應與系統工作油液和接觸到的液壓裝置的材質相適應”與“液壓設備內腔防銹時采用的防銹劑種類、化學性質應與所要求使用的液壓油和所接觸到的材料相適應”的“材質”與“材料”使用確有問題。

另外,新標準中如周期、鹽度、沖擊力等含義也不甚明確。而除“管子的精度等級應與所采用的管路輔件相適應”外,其他“相適應”或“相適應性”則應使用為“相容”或“相容性”。

注:1. 在ISO/DIS 5598:2018中文討論稿中,或將在GB/T 17446—2012中的術語“液壓油液(3.2.353)”修改為“液壓流體(3.2.363)”。

2. 在GB/T 17776—2012和ISO/DIS 5598:2018中文討論稿中都沒有“輔件”或包含輔件的術語。但是在GB/T 3766—2015中有一處使用了“輔件”,其在油箱下包括了:液位指示器、注油點、通氣口、水分離器,此與新標準的“5.6.1.2 油箱輔件設置要求”也有所不同。

3.3 要求不當問題

1)前后文不一致問題

(1)在新標準“1 范圍”內規定新標準“適用于機械設備公稱壓力不大于40MPa,液壓介質為礦物型液壓油的液壓系統”。但是,新標準中的表1(系統金屬管路的油液流速推薦值)卻與之不一致,見表2。

表2 新標準表1節選

管路類型

管路代號

壓力p/MPa

允許流速v/m/s

壓油管路

P

0p2.5

2.5v3

2.5p6.3

3v4

6.3p16

4v5

16p40

5v8

(2)在新標準“5.4.2 油路塊(閥塊)”條規定:“油路塊宜選用35號或45號鋼,并進行調質處理,必要時應做探傷檢測!倍凇5.7.1管件”條規定:“管路采用鋼管時,應使用10鋼、15鋼、20鋼、Q355B(C、D)等無縫鋼管,特殊和重要系統應采用不銹鋼無縫鋼管!

在鋼的牌號上,以上新標準中前后兩條規定的表示方法不一致。

需要說明的是,“5.7.1管件”條較為正確的表述宜為:當管路采用鋼管時,應使用鋼的牌號為10、15、20、Q345等無縫鋼管,特殊和重要的系統應采用不銹鋼無縫鋼管。

注:在GB/T 8163—2016《輸送流體用無縫鋼管》中規定:“鋼管由10、20、Q345、Q390、Q420、Q460牌號的鋼制造!钡,在GB/T 1591—2018《低合金高強度結構鋼》中以Q355鋼級代替了在GB/T 1591—2008中的Q345鋼級。

2)要求降低問題

(1)在新標準5.21條規定:“系統中所有元件、輔助元件、密封件及緊固件等應符合制造商的推薦或有關部門批準生產的產品圖樣和技術文件的規定!倍贘B/T 6996—2007中3.8.1條規定:“系統中所有元件、輔助元件、密封件及緊固件等應符合相應的標準規定或符合有關部門批準生產的產品圖樣和技術文件的規定!

比較上述兩項標準,由于新標準刪除了“應符合相應的標準規定”,而可能致使選擇的元件、輔助元件、密封件及緊固件等不一定符合標準或現行標準,即可能降低了選件要求。

況且,在GB/T 3766—2015中也規定:“5.3.2.3.1 宜選擇商品化的,并符合相應國家標準的零件(鍵、軸承、填料、密封件、墊圈、插頭、緊固件等)和零件結構(軸和鍵槽尺寸、油口尺寸、底板、安裝面或安裝孔等)!

(2)在新標準4.6條規定:“應定期檢查系統中油液的黏度、酸值、清潔度等品質進行液壓油的維護;液壓油不符合質量要求時,應全部更換!倍贘B/T 6996—2007中4.5條規定:“必須定期檢查系統中油液的黏度、酸值、水分、清潔度等品質,如不符合質量要求時,應全部更換!

比較上述兩項標準,由于新標準刪除了對液壓油中“水分”的定期檢查,即可能降低了對液壓油的技術要求。

況且,在YB/T 4629—2017《冶金設備用液壓油換油指南 L-HM液壓油》中規定的冶金設備液壓系統L-HM液壓油換油指標的技術限值中就包括“水分”這一項目。

另外應當指出的是,新標準的此條規定表述得并不清楚,如“定期檢查系統中油液的黏度、酸值、清潔度等品質”與“進行液壓油的維護”的關系并沒有表述清楚。

3)要求不合理問題

(1)在新標準4.3條規定:“使用液壓油作為傳動介質時,系統中所采用的通用元件應考慮降額使用!倍贘B/T 6996—2007中4.2條規定:“使用液壓液作為傳動介質時,系統中所采用的通用元件應考慮降額使用(如壓力、轉速等)!

比較上述兩項標準,顯然新標準的此條規定不合理,甚至是錯誤的。

(2)在新標準5.4.1.2條中規定:“f)為了避免空氣滲入閥內,連接處應保證密封良好。用法蘭安裝的閥件,螺釘不能擰的太緊,以避免過緊反而會造成密封不良!倍贘B/T 6996—2007和其他標準如GB/T 3766—2015、GB/T 37400.10—2019中都沒有相同或相似的規定。

其中在GB/T 37400.10—2019中規定:“5.1.2 圖樣或工藝文件中規定擰緊力矩要求的緊固件,應采用力矩扳手并按規定的擰緊力矩緊固;未規定擰緊力矩的緊固件,其擰緊力矩可參考附錄A。5.1.3 同一零件用多件螺釘緊固時,各螺釘需交叉、對稱、逐步、均勻、逐級擰緊。如有定位銷,應從靠近該銷的螺釘開始。5.1.4 螺釘擰緊后,其支承面應與被緊固零件貼合!

由此可以看出,作為同一系列的兩項標準其規定不一致,且新標準的規定不一定合理。另外,“連接處應保證密封良好”或“支承面應與被緊固零件貼合”,也不僅僅是“為了避免空氣滲入閥內”,或更是為了避免液壓油液外泄漏。

新標準中還有一些不當的要求,在此就不一一指出了。

4 結束語

對新標準的以上解讀是為了更好地理解、使用該標準。通過對新標準與JB/T 6996—2007、GB/T 3766—2015等標準的比較及分析,加之對新標準中一些值得商榷的問題的思考,試提出以下一些看法:

(1)以液壓油為傳動介質的一些重型機械存在火災危險,作為標準應提出警告。

(2)盡管新標準有一些技術進步,但對JB/T 6996—2007的內容保留過多、修改不夠。

(3)與GB/T 3766—2015比較,新標準規定的要求并不全面、準確。

(4)新標準應及時反映科學技術的進步,并能有助于推動數字化、網絡化、智能化的重型機械的發展。對此,新標準內容還可以更加豐富,更具有前瞻性。

作者簡介:唐穎達為全國液壓氣動標準化技術委員會顧問。

通訊作者:劉堯

郵箱:[email protected]

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