作者 |?Cameron Rodger

氣動和液壓控制對制造業至關重要，應用時需要仔細考慮安全和維護需求。

氣動和液壓控制在制造業中有多種應用。隨著數字通信和控制技術的不斷進步，零件的移動、操作、冷卻和成型都可以實現自動化。由于這些技術在制造業中越來越普遍，考慮這些系統的安全、監管和維護要求，對于確保系統的安全高效運營非常重要。

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氣動和液壓系統的安全注意事項

氣動和液壓系統在很多制造過程中發揮著關鍵作用，因此了解這些系統的風險以便正確解決這些風險至關重要。一個需要考慮的關鍵安全因素是液體泄漏的可能性。氣動系統依賴壓縮空氣，泄漏可能導致壓力突然變化，從而導致設備故障，甚至會導致工人受傷。

為了最大限度地降低這些風險，建議使用高質量的部件，尤其是軟管接頭和聯軸器，并對這些部件進行定期檢查，以在泄漏造成危險之前識別和修復問題。

氣動控制通常使用高可壓縮性氣體（如空氣或氮氣），一旦發生泄漏，氣體會迅速膨脹釋放到周圍環境中。如果采用故障保護裝置，在突然失壓時關閉系統，就可以降低這種風險。不過，在制造工廠實施氣動系統之前，了解加壓流體的風險非常重要。

液壓流體的低壓縮性有助于使這些系統在高壓下更安全的工作。雖然液壓系統的壓力不是關注點，但流體泄漏仍然會對工人和環境造成危害。液壓管路泄漏可能會導致工人因接觸有毒物質而受傷，液體可能滲入地下或蒸發，從而造成環境危害。

與氣動裝置類似，使用高質量的設備并進行定期檢查有助于降低泄漏風險。另外一個緩解策略是創建物理屏障，例如水槽，用于捕獲和容納可能從液壓管路泄漏出來的任何流體。

另一個安全因素是考慮系統故障的可能性。氣動和液壓系統依靠加壓流體來運行，壓力損失可能導致設備停止工作或發生故障。系統故障的常見緩解策略是冗余，也就是備份關鍵組件，允許系統在更換故障組件時繼續工作，從而降低受傷風險并最大限度地減少停機時間。

使用氣動系統和液壓系統時，考慮潛在的物理傷害也很重要。這些系統通常被用于快速而精確地移動大型物體，因此它們可以在短時間內產生巨大的力。在這種情況下，卡塞是一種潛在的風險；衣服或四肢可能會被機械裝置的運動部件夾住，從而導致嚴重傷害或死亡。

工人必須接受正確使用和維護氣動系統的培訓，以將受傷風險降至最低。適當的培訓，包括如何使用特定氣動系統的培訓，可以幫助工人了解潛在的危險，并采取必要的措施來確保安全。這可能包括以下方面的培訓：遵守合適的安全指南和規定，使用適當的防護設備以及遵守上鎖/掛牌程序，以防止在維護或維修過程中意外的啟動設備。

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維護需求

雖然安全考慮對于液壓和氣動控制系統的成功實施至關重要，但在設計和安裝過程中考慮這些控制裝置的維護需求也很重要。

維護不善的氣動和液壓系統更容易發生故障，任何故障都可能在工廠中造成潛在危險。在這方面，首要需要考慮定期檢查部件。通過合適的檢查計劃，可以在泄漏和堵塞成為問題之前發現它們并進行修復。

氣動系統和液壓控制裝置的維護需要注意的主要事項包括：

■?潤滑：氣動設備需要定期潤滑，以確保正常運行。如果沒有適當的潤滑，部件將磨損加劇，并可能卡住，造成進一步的損壞，甚至需要長時間停機進行維修或更換。潤滑計劃應基于制造商的建議和制造廠的具體工況。

■?清潔：氣動設備應保持清潔，以確保正確運行。這包括清除設備上的灰塵和碎屑以及清潔空氣過濾器。氣動裝置運動部件上或周圍過多的灰塵可能會進入密封，導致泄漏或過早失效。

■?更換磨損或損壞部件：應盡快更換磨損或損壞的部件，以確保系統安全高效地運行。如果損壞的零件沒有修理，可能會造成進一步的損壞，從而導致更昂貴的維修費用。

■?更換空氣過濾器：定期更換空氣濾清器，確保壓縮空氣清潔無碎屑。清潔的空氣對氣動裝置的運營至關重要，因為灰塵會堵塞閥門并損壞密封。

■?監測壓力：應定期檢查氣動系統中的壓力，以確保其處于規定的水平。現代氣動裝置通常通過可編程邏輯控制來執行實時壓力監測。如果壓力太低，系統可能會用力太小或動作太慢，無法有效執行任務。如果壓力過高，可能會導致管路、閥門和密封件泄漏。

■?檢查泄漏：定期檢查系統中的泄漏，并在檢測到泄漏后立即進行維修。如上所述，氣動系統和液壓系統的泄漏可能會造成整個工廠出現數個安全和維護問題。

■?保持精確記錄：保持維護氣動系統的精確記錄，將有助于確保按計劃進行所有必要的維護。

■?遵循制造商的建議：始終遵循制造商的維護建議，包括潤滑、清潔和更換零件。

積極主動的系統檢查和維護方法可以使工廠在未來免于因設備故障而進行昂貴的維修，并使工人不會因為故障而造成傷害。盡早實施這些做法，并與制造商合作確定最佳方案，將確保在給定的控制系統下為工廠提供最佳的性能和價值。

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壓力調節

壓力調節是氣動控制的一個重要方面，主要目的是控制輸送到氣動執行機構和其它部件的壓縮空氣量，確保它們在合適的壓力下運行。這有助于保持一致和準確的性能，同時降低設備故障和工人受傷的風險。一些常見的壓力調節方法包括：

■?機械壓力調節器：機械壓力調節閥相對簡單可靠，使用彈簧加載活塞和隔膜來控制壓縮空氣的流量。隨著時間的推移，它們很容易磨損。

■?電動氣壓調節器：電動氣壓調節閥使用電信號控制壓縮空氣的流量。它們比機械壓力調節器更精確、更靈活，可以集成到自動化控制系統中。

■?比例壓力調節器：比例壓力調節閥使用電子傳感器和反饋來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重要的應用，如機器人和高速制造過程。

出于安全考慮，定期維護對壓力調節器的正常工作很重要。所有調節器都需要在特定的時間間隔內進行校準和檢查，以確保它們能繼續準確可靠地運行。定期維護有助于延長壓力調節器的使用壽命，降低設備故障的風險。

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可燃氣體、溫度調節和腐蝕問題

在氣動控制中使用壓縮空氣時，潛在風險是可燃氣體的積聚。在使用油潤滑壓縮機的系統中，油可以與壓縮空氣混合形成可燃氣體混合物，在某些條件下可以被點燃。

在任何壓縮空氣系統中，可燃氣體的積聚都是不可避免的，但可以將風險降至最低。與其它風險因素一樣，正確維護油潤滑壓縮機，可以降低油與壓縮空氣混合的風險。無油壓縮機也可用于消除系統中的易燃油；然而，與油潤滑的同類產品相比，它們往往需要更多的定期的維護和更換。最后，對壓縮空氣管線進行適當的通風，可以減少系統中積聚的可燃氣體量。

溫度調節是使用液壓和氣動系統的另一個考慮因素。當工作流體的溫度與規定的溫度相差很大時，會導致粘度發生變化，降低密封的有效性，并增加流體降解和污染的機會。這些變化可能導致性能損失、效率降低和設備故障。整個液壓和氣動控制系統中使用的密封件對溫度敏感，與制造商規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險。像磨損的O型環這樣看似無害的東西，如果不加以處理，可能會導致更嚴重的故障和潛在傷害。

有些方法可以調節這些系統中的溫度，例如散熱器和冷卻機構，以及用溫度傳感器來監測系統溫度。對于壓縮空氣，采用空氣干燥系統也很重要，可以利用該系統來去除空氣中的水分并降低其在管路中冷凝的風險。

氣動系統中的腐蝕受到幾個因素的影響。腐蝕可能是由于暴露在系統在的濕氣、酸或污染物中而發生的。緩解這種情況的幾種常見方法是：

■?空氣干燥：與上述溫度調節一樣，干燥空氣將限制系統中的水分，降低腐蝕風險。

■?潤滑：除了減少磨損外，潤滑劑還可以形成屏障，保護部件免受腐蝕性物質的影響。

■?材料選擇：與其它領域一樣，材料選擇在延緩氣動腐蝕方面發揮著重要作用。重要的是要考慮與制造環境和控制系統相兼容的材料。

■?正壓：如果有任何泄漏，保持氣動系統處于正壓狀態將確保污染物的排出。

不同的工作流體也會影響腐蝕速率。在氣動技術中，最常見的工作流體是空氣、氮氣和二氧化碳。在液壓控制系統中，由于工作流體起到潤滑系統的作用，并能阻擋腐蝕性物質，因此腐蝕問題就不那么令人擔憂了。

總之，液壓和氣動控制系統在制造中提供了許多好處，但需要了解運營的注意事項，以便在實施過程中解決這些問題。在安全考慮、維護和壓力調節之間，加壓系統可以通過多種方式影響工廠的其它區域，因此，根據相關標準和法規進行適當的規劃和維護至關重要。

審核編輯：黃飛

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