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对重型机械液压系统通用技术条件新标准的几点看法

2019-12-18 10:57| 发布者: 液压哥| 查看: 1034| 评论: 0

简介:唐颖达,刘尧 摘要:通过对GB/T 37400.16—2019新标准(以下简称为“新标准”)与JB/T 6996—2007、GB/T 3766—2015等标准的比较及分析,指出了新标准的一些技术进步,也指出了新标准存在的一些值得商榷的问题,同时还 ...

唐颖达,刘尧

摘要:通过对GB/T 37400.16—2019新标准(以下简称为“新标准”)与JB/T 6996—2007、GB/T 3766—2015等标准的比较及分析,指出了新标准的一些技术进步,也指出了新标准存在的一些值得商榷的问题,同时还提出一些看法,如新标准规定的要求并不全面、准确。或能为未参加该标准起草工作的专业技术人员理解、使用该标准提供一点帮助。

关键词:重型机械;液压系统;标准;问题;看法

引言

GB/T 37400.16—2019《重型机械通用技术条件 第16部分:液压系统》新标准于2019-08-30发布、将于2020-03-01实施,本文作者对其进行了解读。

1 新标准与JB/T 6996—2007的比较及分析

根据对新标准与JB/T 6996—2007《重型机械液压系统 通用技术条件》“范围”的比较,其都是规定了冶金、轧制及重型锻压等机械设备的要求,因此它们的“范围”基本一致。它们的主要不同之处在于,新标准适用于公称压力不大于40MPa,液压介质为矿物油型液压油的机械设备液压系统;而JB/T 6996—2007适用于公称压力不大于31.5MPa的机械设备液压系统,且对液压传动介质没有作出规定。

尽管新标准在其“前言”中没有明确是否已经代替了JB/T 6996—2007,现在JB/T 6996—2007也没有公告作废,但是,根据他们内容的相似程度,可以基本断定新标准是在JB/T 6996—2007基础上修订的。

新标准与JB/T 6996—2007比较有一些技术进步,如增加了“规范性引用文件”、增加一些条款、修改了一些表述(见表1)等。

表1 两项标准表述比较举例

序号

JB/T 69962007中表述

GB/T 37400.162019中表述

1

  3.1g)原理简单、完善

  3.1f)原理可靠、完善

2

  3.1j)成本低廉

  3.1k)成本经济

3

  3.2c)系统使用地区的气候情况、系统周围的环境温度、湿度及其变化范围

  3.2c)系统使用地区的气候情况、系统周围的环境温度、湿度、盐度及其变化范围

4

  3.3.2  系统的设计与调整必须使冲击压力最小。冲击力不致影响设备的正常工作和引起危险

  3.3.3  系统的设计与调整应考虑冲击力,冲击力不应影响设备的正常工作和引起危险

5

  3.3.5  元件的安装位置必须能安全方便地调整与操作

  3.3.6  元件的安装位置应安全,并方便调整与操作

6

  3.9.1  元件、辅助元件等的清洁度应符合有关标准或规范的规定,系统组装过程中应保持其清洁度

  3.8.1  元件、辅助元件等的清洁度应符合制造商的推荐,系统组装过程中应保持其清洁度

7

  3.9.6  为防止污染系统,开式油箱应设置空气滤清器;系统回路中应设置滤油器;伺服阀比例阀的压力口处应设置无旁通的滤油器。

  3.8.5  为防止污染系统,开式油箱应设置空气滤清器;系统回路按需要设置滤油器;伺服阀、比例阀的压力口处应设置滤油器。

8

  3.11.2  当系统中的元件拆卸时,不得使工作油(液)大量流失,尽量减少拆卸邻近的元件和部件,且不要求油箱排油等

  3.9.2  当系统中的元件拆卸时,油箱不应排油,并且应减少邻近元件和部件的拆卸

9

  3.13.3e)系统的调试方法、步骤、操作要求及注意事项

  3.11.3e)系统的操作要求及注意事项

10

  3.15.1.1  元件的图形符号应符合有关标准或元件专业生产厂样本的规定 

  3.12.1.1  元件的图形符号应符合GB/T 786.1或元件专业制造商的规定

11

  3.15.1.2  计量单位应符合国家标准规定

  3.12.1.2  计量单位应符合GB/T 3102(所有部分)规定

12

  3.15.2.4  液压装置主管路(如压油管路、回油管路、泄油管路)的出口连接处,涂敷100 mm宽的色环面漆。用以表示不同类别功能的管路。色着应符合设计要求的规定。非液压装置上的主管路外表面涂漆色着与色环色着对应、相同

  3.12.2.4  着色应符合设计要求规定。非液压装置上的主管路外表面涂漆着色与色环着色对应、相同

13

  3.16  操作力  脚踏  78N

  3.13e)脚踏:200N

14

  3.17  拧紧力矩  接头、螺塞、元件紧固件的拧紧力矩应符合有关规范或生产厂家的规定

  3.14  拧紧力矩  接头、螺塞、元件紧固件的拧紧力矩应符合GB/T 37400.10的规定或采纳制造商的推荐

由表1可以看出,新标准的一些措辞更加准确;一些做不到的要求被删除;给出了应符合的具体标准,使新标准使用更加方便。

但是,更多的情况是新标准与JB/T 6996—2007内容相同。现举一例,在新标准中规定:“5.6.1.1.3 油箱结构应符合下列基本要求:c)应有足够的支承面积,以便在装配和安装时用垫片和楔块等进行调整;”而在JB/T 6996—2007的“10.2.1.3c)”中的内容与之相同。现在的问题是这些相同的内容并不全面、准确,但新标准却没有修改。此项较为全面、准确的表述宜为,油箱的四角或支撑构件宜提供足够的面积,以用于地脚固定和调平。具体可参见GB/T 3766—2015的5.4.5.2.1条h)项。

2 新标准与GB/T 3766—2015的比较及分析

尽管在新标准的“2 规范性引用文件”中没有引用GB/T 3766—2015《液压传动 系统及其元件的通用规则和安全要求》,但是两项标准的一些内容却几乎完全一致。例如与JB/T 6996—2007比较新增的:“5.4.1.1 阀的选择 选择阀的类型应考虑正确的功能、密封性、维护和调整的要求,以及抗衡可预见的机械或环境影响的能力。在固定式重型机械中使用的系统应首选板式安装阀和/或插装阀。当需要隔离阀时,当需要隔离阀时,应使用其制造商认可的适用于此类安全应用的阀。” 其中仅将“固定式工业机械”替换为“固定式重型机械”而已。

仅以新标准中的“5.5.1 液压缸”与GB/T 3766—2015中的“5.4.2 液压缸”进行比较,新标准给出的规定的要求并不全面、准确。例如:

a)在新标准中规定:“5.5.1.1 设计或选用液压缸时,应考虑行程、负载和装配条件,以防止活塞杆在外伸工况时产生不正常的弯曲。”而在GB/T 3766—2015中规定:“为避免液压缸的活塞杆在任何位置产生弯曲或失稳,应注意缸的行程长度、负载和安装型式。”

比较上述两项标准规定,“活塞杆在任何位置”比“活塞杆在外伸工况时”、“为避免液压缸的活塞杆……产生弯曲或失稳”比“以防止活塞杆……产生不正常的弯曲”都更为全面、准确。况且活塞杆不可产生弯曲(一般理解为永久变形),也就没有什么是正常弯曲或是不正常弯曲了。

b)在新标准中规定:“液压缸的安装应符合设计图样和/或制造商的规定。”而在GB/T 3766—2015中规定的“5.4.2.1 抗失稳”、“5.4.2.3 安装额定值”、“5.3.2.4 限位产生的负载”、“5.4.2.5 抗冲击和振动”、“5.4.2.7 安装和调整”、“5.4.2.8 安装位置”、“5.4.2.9 安装用紧固件”(具体内容省略或见下文)等都涉及液压缸的安装,其更为全面、准确。

c)在新标准中规定:“5.5.1.3 若结构允许,安装液压缸时进出油口的位置应在最上面,应使其能自动放气或装有方便的放气阀或人工放气的的排气阀。”而在GB/T 3766—2015中规定:“5.4.2.15 气体排放 5.4.2.15.1 放气位置 在固定式工业机械上安装液压缸,应使其能自动放气或提供易于接近的外部放气口。安装时,应使液压缸的放气口处于最高位置。当这些要求不能满足时,应提供相关的维修和使用资料。5.4.2.15.2 排气口 有充气腔的液压缸应设计或配置排气口,以避免危险。液压缸利用排气口应能无危险地排出空气。”

比较上述两项标准规定,不难看出在GB/T 3766—2015中的规定更为全面、准确。

d)在新标准中规定:“液压缸的安装应牢固可靠;在行程大和工作条件热的场合,缸的一端应保持浮动,以避免热膨胀的影响。”而在GB/T 3766—2015中规定:“5.4.2.5 抗冲击和振动 安装在液压缸上或与液压缸连接的任何元件和附件,其安装或连接应能防止使用时由冲击和振动等引起的松动。5.4.2.8 安装位置 安装面不应使液压缸变形,并应留出热膨胀的余量。液压缸安装位置应易于接近,以便于维修、调整缓冲装置和更换全套部件。”

新标准此条规定可能存在两个问题,其一是此条规定是否与5.5.1.2条规定重复,其二是“液压缸的安装应牢固可靠”与“缸的一端应保持浮动”是否矛盾。

比较上述两项标准规定,还是在GB/T 3766—2015中的规定更为全面、准确。

e)与JB/T 6996—2007比较,在新标准中的5.5.1.5条、5.5.1.6条和5.5.1.7条规定都是新增内容,其中“5.5.1.6 液压缸的安装面和活塞杆的滑动面的平行度和垂直度应符合设计图样和/或制造商的规定。”似与5.5.1.2条规定重复,且对“液压缸的安装面和活塞杆的滑动面的平行度和垂直度”同时提出要求的含义也不甚清楚。

经过查对,在GB/T 3766—2015中没有与新标准“5.5.1.5 配管连接不应松弛”和“5.5.1.7 密封圈的安装应符合制造商的规定”相同或相似的内容。况且,在GB/T 37400.10—2019《重型机械通用技术条件 第10部分:装配》中就有“6.7 液压缸 气缸及密封件装配”,为什么不直接引用或要求也不甚清楚。

因此,对新标准以上三条新增加的规定其是否必要存疑。

在新标准中还有一些关于液压缸的要求,如“5.4.2.2 结构设计”、“5.4.2.6 意外增压”、“5.4.2.10 缓冲器和减速装置”、“5.4.2.11 可调节行程终端挡块”、“5.4.2.12 活塞行程”、“5.4.2.13 活塞杆”、“5.4.2.14 密封装置和易损件的维修”等,都是新标准中没有的内容,因此可以认为GB/T 3766—2015比新标准更为全面。

3 新标准中一些值得商榷的问题

3.1 缺失液压系统技术参数问题

在新标准中没有规定什么是其技术参数或主要技术参数。但新标准规定:“设计单位应向用户提供系统使用说明书,其内容主要包括:b)系统的主要作用、组成及主要技术参数”。

新标准适用于公称压力不大于40MPa机械设备,如果液压系统公称压力≤40MPa的各公称压力值如40MPa、35MPa、31.5MPa、25MPa、20MPa、16MPa等,或可选择其一作为技术参数或主要技术参数。

作为液压系统,仅规定公称压力作为其主要技术参数是不够的,至少还需规定“流量”一同作为其主要技术参数。然而,在GB/T 3766—2015《液压传动 系统及其元件的通用规则和安全要求》中没有相关“公称压力”的表述。

另外,在GB/T 786.2—2018《流体传动系统及元件 图形符号和回路图 第2部分:回路图》中规定:“回路图中应给出最大压力或压力范围信息,单位为千帕(kPa)或兆帕(MPa)。”

注:1. 在GB/T 17446—2012中规定的是“最高压力”,而非“最大压力”;至于液压系统应以“最高压力”或“最高工作压力”作为主要技术参数,不是本文所要讨论的。本文只是认为液压系统应有技术参数作为其标志,

2. 尽管GB/T 786.2—2018不是新标准的规范性引用文件,但新标准规定:“设计单位应向用户提供系统使用说明书,其内容主要包括:c)系统的工作原理与使用说明”。

3.2 术语使用不规范问题

在新标准的“2 规范性引用文件”中没有引用专门的术语或词汇标准,也没有规定哪项标准中界定的术语和定义适用于该标准。

现仅根据GB/T 17446—2012《流体传动系统及元件 词汇》判断,新标准中术语使用比较混乱,且不符合GB/T 1.1—2009《标准化工作导则 第1部分:标准的结构和编写》的相关规定。例如:

a)矿物型液压油,工作液压油,工作油液,油液,流体,工作油;

b)辅助元件,辅助装置,油箱辅件,管路辅件;

c)油箱低限液位,油箱低极限液面位置,油箱次低液位,(油箱)最低限液位;

d)管路,管子,管件;

e)油路块,油路板;

f)热交换器,冷却器,加热器;

g)滤油器,过滤器;

h)吸油管路,进油管路;

i)压油管路,压力管路;

j)压力式隔离型油箱,压力式充气型油箱,压力式油箱(罐);

k)制造商,制造厂;

l)设备内部容腔,设备内腔;

m)材质,材料;

n)涂料,涂装材料;等。

“液压油液”、“油路块”、“热交换器”、“冷却器”、“加热器”、“过滤器”、“压力油箱”等都是GB/T 17446—2012定义过的术语。对于已在其他标准中界定的术语和定义,应直接使用。新标准大多使用“滤油器”而较少使用“过滤器”,更是没有道理。

每项标准(或一项标准的不同部分)内,对于同一个概念应使用同一个术语,亦即标准的术语应保持一致。如新标准中“冲洗液应与系统工作油液和接触到的液压装置的材质相适应”与“液压设备内腔防锈时采用的防锈剂种类、化学性质应与所要求使用的液压油和所接触到的材料相适应”的“材质”与“材料”使用确有问题。

另外,新标准中如周期、盐度、冲击力等含义也不甚明确。而除“管子的精度等级应与所采用的管路辅件相适应”外,其他“相适应”或“相适应性”则应使用为“相容”或“相容性”。

注:1. 在ISO/DIS 5598:2018中文讨论稿中,或将在GB/T 17446—2012中的术语“液压油液(3.2.353)”修改为“液压流体(3.2.363)”。

2. 在GB/T 17776—2012和ISO/DIS 5598:2018中文讨论稿中都没有“辅件”或包含辅件的术语。但是在GB/T 3766—2015中有一处使用了“辅件”,其在油箱下包括了:液位指示器、注油点、通气口、水分离器,此与新标准的“5.6.1.2 油箱辅件设置要求”也有所不同。

3.3 要求不当问题

1)前后文不一致问题

(1)在新标准“1 范围”内规定新标准“适用于机械设备公称压力不大于40MPa,液压介质为矿物型液压油的液压系统”。但是,新标准中的表1(系统金属管路的油液流速推荐值)却与之不一致,见表2。

表2 新标准表1节选

管路类型

管路代号

压力p/MPa

允许流速v/m/s

压油管路

P

0p2.5

2.5v3

2.5p6.3

3v4

6.3p16

4v5

16p40

5v8

(2)在新标准“5.4.2 油路块(阀块)”条规定:“油路块宜选用35号或45号钢,并进行调质处理,必要时应做探伤检测。”而在“5.7.1管件”条规定:“管路采用钢管时,应使用10钢、15钢、20钢、Q355B(C、D)等无缝钢管,特殊和重要系统应采用不锈钢无缝钢管。”

在钢的牌号上,以上新标准中前后两条规定的表示方法不一致。

需要说明的是,“5.7.1管件”条较为正确的表述宜为:当管路采用钢管时,应使用钢的牌号为10、15、20、Q345等无缝钢管,特殊和重要的系统应采用不锈钢无缝钢管。

注:在GB/T 8163—2016《输送流体用无缝钢管》中规定:“钢管由10、20、Q345、Q390、Q420、Q460牌号的钢制造。”但是,在GB/T 1591—2018《低合金高强度结构钢》中以Q355钢级代替了在GB/T 1591—2008中的Q345钢级。

2)要求降低问题

(1)在新标准5.21条规定:“系统中所有元件、辅助元件、密封件及紧固件等应符合制造商的推荐或有关部门批准生产的产品图样和技术文件的规定。”而在JB/T 6996—2007中3.8.1条规定:“系统中所有元件、辅助元件、密封件及紧固件等应符合相应的标准规定或符合有关部门批准生产的产品图样和技术文件的规定。”

比较上述两项标准,由于新标准删除了“应符合相应的标准规定”,而可能致使选择的元件、辅助元件、密封件及紧固件等不一定符合标准或现行标准,即可能降低了选件要求。

况且,在GB/T 3766—2015中也规定:“5.3.2.3.1 宜选择商品化的,并符合相应国家标准的零件(键、轴承、填料、密封件、垫圈、插头、紧固件等)和零件结构(轴和键槽尺寸、油口尺寸、底板、安装面或安装孔等)。”

(2)在新标准4.6条规定:“应定期检查系统中油液的黏度、酸值、清洁度等品质进行液压油的维护;液压油不符合质量要求时,应全部更换。”而在JB/T 6996—2007中4.5条规定:“必须定期检查系统中油液的黏度、酸值、水分、清洁度等品质,如不符合质量要求时,应全部更换。”

比较上述两项标准,由于新标准删除了对液压油中“水分”的定期检查,即可能降低了对液压油的技术要求。

况且,在YB/T 4629—2017《冶金设备用液压油换油指南 L-HM液压油》中规定的冶金设备液压系统L-HM液压油换油指标的技术限值中就包括“水分”这一项目。

另外应当指出的是,新标准的此条规定表述得并不清楚,如“定期检查系统中油液的黏度、酸值、清洁度等品质”与“进行液压油的维护”的关系并没有表述清楚。

3)要求不合理问题

(1)在新标准4.3条规定:“使用液压油作为传动介质时,系统中所采用的通用元件应考虑降额使用。”而在JB/T 6996—2007中4.2条规定:“使用液压液作为传动介质时,系统中所采用的通用元件应考虑降额使用(如压力、转速等)。”

比较上述两项标准,显然新标准的此条规定不合理,甚至是错误的。

(2)在新标准5.4.1.2条中规定:“f)为了避免空气渗入阀内,连接处应保证密封良好。用法兰安装的阀件,螺钉不能拧的太紧,以避免过紧反而会造成密封不良。”而在JB/T 6996—2007和其他标准如GB/T 3766—2015、GB/T 37400.10—2019中都没有相同或相似的规定。

其中在GB/T 37400.10—2019中规定:“5.1.2 图样或工艺文件中规定拧紧力矩要求的紧固件,应采用力矩扳手并按规定的拧紧力矩紧固;未规定拧紧力矩的紧固件,其拧紧力矩可参考附录A。5.1.3 同一零件用多件螺钉紧固时,各螺钉需交叉、对称、逐步、均匀、逐级拧紧。如有定位销,应从靠近该销的螺钉开始。5.1.4 螺钉拧紧后,其支承面应与被紧固零件贴合。”

由此可以看出,作为同一系列的两项标准其规定不一致,且新标准的规定不一定合理。另外,“连接处应保证密封良好”或“支承面应与被紧固零件贴合”,也不仅仅是“为了避免空气渗入阀内”,或更是为了避免液压油液外泄漏。

新标准中还有一些不当的要求,在此就不一一指出了。

4 结束语

对新标准的以上解读是为了更好地理解、使用该标准。通过对新标准与JB/T 6996—2007、GB/T 3766—2015等标准的比较及分析,加之对新标准中一些值得商榷的问题的思考,试提出以下一些看法:

(1)以液压油为传动介质的一些重型机械存在火灾危险,作为标准应提出警告。

(2)尽管新标准有一些技术进步,但对JB/T 6996—2007的内容保留过多、修改不够。

(3)与GB/T 3766—2015比较,新标准规定的要求并不全面、准确。

(4)新标准应及时反映科学技术的进步,并能有助于推动数字化、网络化、智能化的重型机械的发展。对此,新标准内容还可以更加丰富,更具有前瞻性。

作者简介:唐颖达为全国液压气动标准化技术委员会顾问。

通讯作者:刘尧

邮箱:[email protected]

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