氣動(dòng)和液壓系統(tǒng)的安全注意事項(xiàng)

作者 |?Cameron Rodger

氣動(dòng)和液壓控制對(duì)制造業(yè)至關(guān)重要，應(yīng)用時(shí)需要仔細(xì)考慮安全和維護(hù)需求。

氣動(dòng)和液壓控制在制造業(yè)中有多種應(yīng)用。隨著數(shù)字通信和控制技術(shù)的不斷進(jìn)步，零件的移動(dòng)、操作、冷卻和成型都可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化。由于這些技術(shù)在制造業(yè)中越來(lái)越普遍，考慮這些系統(tǒng)的安全、監(jiān)管和維護(hù)要求，對(duì)于確保系統(tǒng)的安全高效運(yùn)營(yíng)非常重要。

01

氣動(dòng)和液壓系統(tǒng)的安全注意事項(xiàng)

氣動(dòng)和液壓系統(tǒng)在很多制造過(guò)程中發(fā)揮著關(guān)鍵作用，因此了解這些系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)以便正確解決這些風(fēng)險(xiǎn)至關(guān)重要。一個(gè)需要考慮的關(guān)鍵安全因素是液體泄漏的可能性。氣動(dòng)系統(tǒng)依賴壓縮空氣，泄漏可能導(dǎo)致壓力突然變化，從而導(dǎo)致設(shè)備故障，甚至?xí)?dǎo)致工人受傷。

為了最大限度地降低這些風(fēng)險(xiǎn)，建議使用高質(zhì)量的部件，尤其是軟管接頭和聯(lián)軸器，并對(duì)這些部件進(jìn)行定期檢查，以在泄漏造成危險(xiǎn)之前識(shí)別和修復(fù)問(wèn)題。

氣動(dòng)控制通常使用高可壓縮性氣體（如空氣或氮?dú)猓?，一旦發(fā)生泄漏，氣體會(huì)迅速膨脹釋放到周圍環(huán)境中。如果采用故障保護(hù)裝置，在突然失壓時(shí)關(guān)閉系統(tǒng)，就可以降低這種風(fēng)險(xiǎn)。不過(guò)，在制造工廠實(shí)施氣動(dòng)系統(tǒng)之前，了解加壓流體的風(fēng)險(xiǎn)非常重要。

液壓流體的低壓縮性有助于使這些系統(tǒng)在高壓下更安全的工作。雖然液壓系統(tǒng)的壓力不是關(guān)注點(diǎn)，但流體泄漏仍然會(huì)對(duì)工人和環(huán)境造成危害。液壓管路泄漏可能會(huì)導(dǎo)致工人因接觸有毒物質(zhì)而受傷，液體可能滲入地下或蒸發(fā)，從而造成環(huán)境危害。

與氣動(dòng)裝置類似，使用高質(zhì)量的設(shè)備并進(jìn)行定期檢查有助于降低泄漏風(fēng)險(xiǎn)。另外一個(gè)緩解策略是創(chuàng)建物理屏障，例如水槽，用于捕獲和容納可能從液壓管路泄漏出來(lái)的任何流體。

另一個(gè)安全因素是考慮系統(tǒng)故障的可能性。氣動(dòng)和液壓系統(tǒng)依靠加壓流體來(lái)運(yùn)行，壓力損失可能導(dǎo)致設(shè)備停止工作或發(fā)生故障。系統(tǒng)故障的常見(jiàn)緩解策略是冗余，也就是備份關(guān)鍵組件，允許系統(tǒng)在更換故障組件時(shí)繼續(xù)工作，從而降低受傷風(fēng)險(xiǎn)并最大限度地減少停機(jī)時(shí)間。

使用氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)時(shí)，考慮潛在的物理傷害也很重要。這些系統(tǒng)通常被用于快速而精確地移動(dòng)大型物體，因此它們可以在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大的力。在這種情況下，卡塞是一種潛在的風(fēng)險(xiǎn)；衣服或四肢可能會(huì)被機(jī)械裝置的運(yùn)動(dòng)部件夾住，從而導(dǎo)致嚴(yán)重傷害或死亡。

工人必須接受正確使用和維護(hù)氣動(dòng)系統(tǒng)的培訓(xùn)，以將受傷風(fēng)險(xiǎn)降至最低。適當(dāng)?shù)呐嘤?xùn)，包括如何使用特定氣動(dòng)系統(tǒng)的培訓(xùn)，可以幫助工人了解潛在的危險(xiǎn)，并采取必要的措施來(lái)確保安全。這可能包括以下方面的培訓(xùn)：遵守合適的安全指南和規(guī)定，使用適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)設(shè)備以及遵守上鎖/掛牌程序，以防止在維護(hù)或維修過(guò)程中意外的啟動(dòng)設(shè)備。

02

維護(hù)需求

雖然安全考慮對(duì)于液壓和氣動(dòng)控制系統(tǒng)的成功實(shí)施至關(guān)重要，但在設(shè)計(jì)和安裝過(guò)程中考慮這些控制裝置的維護(hù)需求也很重要。

維護(hù)不善的氣動(dòng)和液壓系統(tǒng)更容易發(fā)生故障，任何故障都可能在工廠中造成潛在危險(xiǎn)。在這方面，首要需要考慮定期檢查部件。通過(guò)合適的檢查計(jì)劃，可以在泄漏和堵塞成為問(wèn)題之前發(fā)現(xiàn)它們并進(jìn)行修復(fù)。

氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓控制裝置的維護(hù)需要注意的主要事項(xiàng)包括：

■?潤(rùn)滑：氣動(dòng)設(shè)備需要定期潤(rùn)滑，以確保正常運(yùn)行。如果沒(méi)有適當(dāng)?shù)臐?rùn)滑，部件將磨損加劇，并可能卡住，造成進(jìn)一步的損壞，甚至需要長(zhǎng)時(shí)間停機(jī)進(jìn)行維修或更換。潤(rùn)滑計(jì)劃應(yīng)基于制造商的建議和制造廠的具體工況。

■?清潔：氣動(dòng)設(shè)備應(yīng)保持清潔，以確保正確運(yùn)行。這包括清除設(shè)備上的灰塵和碎屑以及清潔空氣過(guò)濾器。氣動(dòng)裝置運(yùn)動(dòng)部件上或周圍過(guò)多的灰塵可能會(huì)進(jìn)入密封，導(dǎo)致泄漏或過(guò)早失效。

■?更換磨損或損壞部件：應(yīng)盡快更換磨損或損壞的部件，以確保系統(tǒng)安全高效地運(yùn)行。如果損壞的零件沒(méi)有修理，可能會(huì)造成進(jìn)一步的損壞，從而導(dǎo)致更昂貴的維修費(fèi)用。

■?更換空氣過(guò)濾器：定期更換空氣濾清器，確保壓縮空氣清潔無(wú)碎屑。清潔的空氣對(duì)氣動(dòng)裝置的運(yùn)營(yíng)至關(guān)重要，因?yàn)榛覊m會(huì)堵塞閥門并損壞密封。

■?監(jiān)測(cè)壓力：應(yīng)定期檢查氣動(dòng)系統(tǒng)中的壓力，以確保其處于規(guī)定的水平?，F(xiàn)代氣動(dòng)裝置通常通過(guò)可編程邏輯控制來(lái)執(zhí)行實(shí)時(shí)壓力監(jiān)測(cè)。如果壓力太低，系統(tǒng)可能會(huì)用力太小或動(dòng)作太慢，無(wú)法有效執(zhí)行任務(wù)。如果壓力過(guò)高，可能會(huì)導(dǎo)致管路、閥門和密封件泄漏。

■?檢查泄漏：定期檢查系統(tǒng)中的泄漏，并在檢測(cè)到泄漏后立即進(jìn)行維修。如上所述，氣動(dòng)系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)的泄漏可能會(huì)造成整個(gè)工廠出現(xiàn)數(shù)個(gè)安全和維護(hù)問(wèn)題。

■?保持精確記錄：保持維護(hù)氣動(dòng)系統(tǒng)的精確記錄，將有助于確保按計(jì)劃進(jìn)行所有必要的維護(hù)。

■?遵循制造商的建議：始終遵循制造商的維護(hù)建議，包括潤(rùn)滑、清潔和更換零件。

積極主動(dòng)的系統(tǒng)檢查和維護(hù)方法可以使工廠在未來(lái)免于因設(shè)備故障而進(jìn)行昂貴的維修，并使工人不會(huì)因?yàn)楣收隙斐蓚?。盡早實(shí)施這些做法，并與制造商合作確定最佳方案，將確保在給定的控制系統(tǒng)下為工廠提供最佳的性能和價(jià)值。

03

壓力調(diào)節(jié)

壓力調(diào)節(jié)是氣動(dòng)控制的一個(gè)重要方面，主要目的是控制輸送到氣動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和其它部件的壓縮空氣量，確保它們?cè)诤线m的壓力下運(yùn)行。這有助于保持一致和準(zhǔn)確的性能，同時(shí)降低設(shè)備故障和工人受傷的風(fēng)險(xiǎn)。一些常見(jiàn)的壓力調(diào)節(jié)方法包括：

■?機(jī)械壓力調(diào)節(jié)器：機(jī)械壓力調(diào)節(jié)閥相對(duì)簡(jiǎn)單可靠，使用彈簧加載活塞和隔膜來(lái)控制壓縮空氣的流量。隨著時(shí)間的推移，它們很容易磨損。

■?電動(dòng)氣壓調(diào)節(jié)器：電動(dòng)氣壓調(diào)節(jié)閥使用電信號(hào)控制壓縮空氣的流量。它們比機(jī)械壓力調(diào)節(jié)器更精確、更靈活，可以集成到自動(dòng)化控制系統(tǒng)中。

■?比例壓力調(diào)節(jié)器：比例壓力調(diào)節(jié)閥使用電子傳感器和反饋來(lái)控制壓縮空氣的流量，從而提供高精度壓力控制。它們通常用于精確控制至關(guān)重要的應(yīng)用，如機(jī)器人和高速制造過(guò)程。

出于安全考慮，定期維護(hù)對(duì)壓力調(diào)節(jié)器的正常工作很重要。所有調(diào)節(jié)器都需要在特定的時(shí)間間隔內(nèi)進(jìn)行校準(zhǔn)和檢查，以確保它們能繼續(xù)準(zhǔn)確可靠地運(yùn)行。定期維護(hù)有助于延長(zhǎng)壓力調(diào)節(jié)器的使用壽命，降低設(shè)備故障的風(fēng)險(xiǎn)。

04

可燃?xì)怏w、溫度調(diào)節(jié)和腐蝕問(wèn)題

在氣動(dòng)控制中使用壓縮空氣時(shí)，潛在風(fēng)險(xiǎn)是可燃?xì)怏w的積聚。在使用油潤(rùn)滑壓縮機(jī)的系統(tǒng)中，油可以與壓縮空氣混合形成可燃?xì)怏w混合物，在某些條件下可以被點(diǎn)燃。

在任何壓縮空氣系統(tǒng)中，可燃?xì)怏w的積聚都是不可避免的，但可以將風(fēng)險(xiǎn)降至最低。與其它風(fēng)險(xiǎn)因素一樣，正確維護(hù)油潤(rùn)滑壓縮機(jī)，可以降低油與壓縮空氣混合的風(fēng)險(xiǎn)。無(wú)油壓縮機(jī)也可用于消除系統(tǒng)中的易燃油；然而，與油潤(rùn)滑的同類產(chǎn)品相比，它們往往需要更多的定期的維護(hù)和更換。最后，對(duì)壓縮空氣管線進(jìn)行適當(dāng)?shù)耐L(fēng)，可以減少系統(tǒng)中積聚的可燃?xì)怏w量。

溫度調(diào)節(jié)是使用液壓和氣動(dòng)系統(tǒng)的另一個(gè)考慮因素。當(dāng)工作流體的溫度與規(guī)定的溫度相差很大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致粘度發(fā)生變化，降低密封的有效性，并增加流體降解和污染的機(jī)會(huì)。這些變化可能導(dǎo)致性能損失、效率降低和設(shè)備故障。整個(gè)液壓和氣動(dòng)控制系統(tǒng)中使用的密封件對(duì)溫度敏感，與制造商規(guī)定限值之間的重大偏差，將降低密封件的性能并增加故障風(fēng)險(xiǎn)。像磨損的O型環(huán)這樣看似無(wú)害的東西，如果不加以處理，可能會(huì)導(dǎo)致更嚴(yán)重的故障和潛在傷害。

有些方法可以調(diào)節(jié)這些系統(tǒng)中的溫度，例如散熱器和冷卻機(jī)構(gòu)，以及用溫度傳感器來(lái)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)溫度。對(duì)于壓縮空氣，采用空氣干燥系統(tǒng)也很重要，可以利用該系統(tǒng)來(lái)去除空氣中的水分并降低其在管路中冷凝的風(fēng)險(xiǎn)。

氣動(dòng)系統(tǒng)中的腐蝕受到幾個(gè)因素的影響。腐蝕可能是由于暴露在系統(tǒng)在的濕氣、酸或污染物中而發(fā)生的。緩解這種情況的幾種常見(jiàn)方法是：

■?空氣干燥：與上述溫度調(diào)節(jié)一樣，干燥空氣將限制系統(tǒng)中的水分，降低腐蝕風(fēng)險(xiǎn)。

■?潤(rùn)滑：除了減少磨損外，潤(rùn)滑劑還可以形成屏障，保護(hù)部件免受腐蝕性物質(zhì)的影響。

■?材料選擇：與其它領(lǐng)域一樣，材料選擇在延緩氣動(dòng)腐蝕方面發(fā)揮著重要作用。重要的是要考慮與制造環(huán)境和控制系統(tǒng)相兼容的材料。

■?正壓：如果有任何泄漏，保持氣動(dòng)系統(tǒng)處于正壓狀態(tài)將確保污染物的排出。

不同的工作流體也會(huì)影響腐蝕速率。在氣動(dòng)技術(shù)中，最常見(jiàn)的工作流體是空氣、氮?dú)夂投趸?。在液壓控制系統(tǒng)中，由于工作流體起到潤(rùn)滑系統(tǒng)的作用，并能阻擋腐蝕性物質(zhì)，因此腐蝕問(wèn)題就不那么令人擔(dān)憂了。

總之，液壓和氣動(dòng)控制系統(tǒng)在制造中提供了許多好處，但需要了解運(yùn)營(yíng)的注意事項(xiàng)，以便在實(shí)施過(guò)程中解決這些問(wèn)題。在安全考慮、維護(hù)和壓力調(diào)節(jié)之間，加壓系統(tǒng)可以通過(guò)多種方式影響工廠的其它區(qū)域，因此，根據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)進(jìn)行適當(dāng)?shù)囊?guī)劃和維護(hù)至關(guān)重要。

審核編輯：黃飛

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