方濤，向忠輝，肖礦榮

(武鋼股份設(shè)備維修總廠，湖北武漢 430083)

脫硫傾翻鉤液壓系統(tǒng)故障分析與改進(jìn)

方濤，向忠輝，肖礦榮

(武鋼股份設(shè)備維修總廠，湖北武漢 430083)

根據(jù)脫硫傾翻鉤液壓系統(tǒng)的工作原理，對(duì)傾翻鉤油缸自動(dòng)上抬故障現(xiàn)象進(jìn)行了分析與診斷，采用中位機(jī)能為Y型的電液換向閥取代原中位機(jī)能為O型的換向閥，改進(jìn)后消除了類似故障。

脫硫傾翻鉤;液壓系統(tǒng);故障

煉鋼廠脫硫工藝是利用鎂粉將鐵水中的硫形成浮渣脫離鋼水。再采用扒渣機(jī)清除鐵水表面的浮渣，在扒渣過(guò)程中需要將鐵水罐傾翻一個(gè)角度。某煉鋼廠采用一種傾翻鉤設(shè)備來(lái)傾翻鐵水罐，就是采用液壓油缸作執(zhí)行元件，下面驅(qū)動(dòng)一個(gè)鉤子。扒渣時(shí)，將鉤子鉤住鐵水罐，然后驅(qū)動(dòng)油缸上升，將鐵水罐傾斜一個(gè)角度，便于扒渣，扒渣完成后，油缸下降，鐵水罐復(fù)位。

1 脫硫傾翻鉤液壓設(shè)備工藝簡(jiǎn)介

傾翻鉤設(shè)備結(jié)構(gòu)如圖1所示，主要由油缸，傾翻鉤，上、下極限組成，油缸規(guī)格為 φ320/φ180× 2 500。當(dāng)扒渣開(kāi)始時(shí)，油缸驅(qū)動(dòng)傾翻鉤上升，帶動(dòng)鐵水罐傾斜，碰到上極限后停止，鐵水罐傾斜一個(gè)角度。扒渣工序完成，油缸驅(qū)動(dòng)傾翻鉤下降，碰到下極限后停止，鐵水罐復(fù)位。

圖1 傾翻鉤設(shè)備示意圖

2 脫硫傾翻鉤液壓原理簡(jiǎn)介

傾翻鉤液壓原理圖見(jiàn)圖2。

(1)傾翻鉤上升。換向閥左位得電，壓力油經(jīng)過(guò)單向節(jié)流閥、液控單向閥、平衡閥進(jìn)入傾翻鉤的有桿腔;同時(shí)無(wú)桿腔油液經(jīng)過(guò)單向減壓閥、單向節(jié)流閥后回油箱，實(shí)現(xiàn)傾翻鉤的向上提升。

圖2 傾翻鉤液壓原理圖

(2)傾翻鉤下降。換向閥右位得電，壓力油經(jīng)過(guò)單向節(jié)流閥、單向減壓閥、進(jìn)入傾翻鉤的無(wú)桿腔，同時(shí)壓力油還充當(dāng)控制油路打開(kāi)液控單向閥;有桿腔油液經(jīng)過(guò)平衡閥、液控單向閥、單向節(jié)流閥后回油箱，實(shí)現(xiàn)傾翻鉤的向上提升。

(3)傾翻鉤靜止。換向閥電磁鐵不得電，傾翻鉤處于靜止?fàn)顟B(tài)。

通過(guò)對(duì)傾翻鉤液壓控制原理的分析可知，換向閥得失電狀態(tài)是液壓系統(tǒng)的關(guān)鍵所在。其中平衡閥不僅能使油缸在下行運(yùn)動(dòng)時(shí)候平衡超越負(fù)載和垂直向下的自重，達(dá)到運(yùn)動(dòng)平穩(wěn)的目的;也充當(dāng)防爆閥的作用，如受到液壓沖擊導(dǎo)致油缸有桿腔油液壓力超高時(shí)，可以使得平衡閥迅速處于斷開(kāi)位，防止油管爆裂。

3 一種液壓故障的分析

(1)故障現(xiàn)象

傾翻鉤液壓系統(tǒng)投入生產(chǎn)使用后，發(fā)生過(guò)幾次傾翻鉤油缸自動(dòng)上抬故障現(xiàn)象，由于傾翻鉤是用來(lái)提升鐵水罐的，在生產(chǎn)中如傾翻鉤不受人工控制而自動(dòng)上升將有可能造成潑鐵，溢出鐵水很容易使液壓系統(tǒng)著火，直接造成生產(chǎn)中斷，甚至造成安全事故。

(2)故障分析及診斷

①對(duì)照脫硫傾翻鉤液壓系統(tǒng)原理圖分析，傾翻鉤油缸上抬，可以肯定油缸下腔必然會(huì)有壓力油進(jìn)入。從傾翻鉤液壓系統(tǒng)原理圖來(lái)看，系統(tǒng)壓力油要想進(jìn)入油缸下腔，必須要經(jīng)過(guò)電液換向閥，除此外別無(wú)它路，因此電液換向閥在這里是關(guān)鍵所在。實(shí)際上每次發(fā)生故障更換電液換向閥后才恢復(fù)正常。

②以上分析只是找出了故障部位所在，但具體原因還必須根據(jù)電液換向閥的結(jié)構(gòu)圖來(lái)進(jìn)行分析。圖3為目前在脫硫傾翻鉤液壓系統(tǒng)中使用的中位機(jī)能O型電液換向閥結(jié)構(gòu)原理圖。

圖3 傾翻鉤電液換向閥結(jié)構(gòu)原理圖 (中位機(jī)能O)

圖示閥芯處于中位時(shí)，壓力油路P、A、B、T等均不通，但當(dāng)閥芯有磨損時(shí)，雖然換向閥沒(méi)有換向，但P腔的壓力油仍可以從閥芯間隙泄漏到緊鄰旁邊的A腔或B腔 (見(jiàn)圖4)。由于這個(gè)泄漏過(guò)程很慢，當(dāng)泄漏量積累到一定時(shí)，油缸才會(huì)上抬至離開(kāi)下限位。并在操作臺(tái)上顯示，發(fā)生油缸自動(dòng)上抬情況。

圖4 換向閥處中位時(shí)壓力油可能泄漏示意圖

4 改進(jìn)措施

因?yàn)橐簤簱Q向閥大多采用滑閥結(jié)構(gòu)，閥芯不可避免地會(huì)發(fā)生磨損，因此要解決磨損的問(wèn)題幾乎不可能。關(guān)鍵問(wèn)題是雖然存在泄漏問(wèn)題，但只要A、B工作腔不帶壓即可。所以作者經(jīng)過(guò)仔細(xì)分析后決定改用滑閥中位機(jī)能為Y型的電液換向閥取代原閥，該閥結(jié)構(gòu)示意圖如圖5所示。

圖5 傾翻鉤電液換向閥結(jié)構(gòu)原理圖 (中位機(jī)能Y型)

從圖中可明顯看出閥芯處于中位時(shí)的通路情況，A、B兩工作腔在圖示位置均與回油T腔接通，因此這時(shí)候即使電液換向閥產(chǎn)生內(nèi)泄油，也會(huì)直接通過(guò)回油腔流回油箱，而不會(huì)在工作腔內(nèi)生成壓力，避免停止時(shí)產(chǎn)生沖擊和振動(dòng)，對(duì)油缸也就不會(huì)產(chǎn)生任何影響了。同時(shí)Y型機(jī)能的好處還在于換向閥中位時(shí)，液控單向閥控制端無(wú)壓力，保證液控單向閥封牢。改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)原理圖如圖6所示。

圖6 改造后的傾翻鉤液壓原理圖

5 結(jié)論

采用Y型閥取代原O型閥后，使用情況良好，類似故障沒(méi)有發(fā)生。此項(xiàng)改進(jìn)措施在保證原液壓回路特點(diǎn)的情況下，消除了鐵水罐自動(dòng)上升的故障，保證了安全，項(xiàng)目投入少，效益高。

【1】黃志堅(jiān).液壓設(shè)備故障診斷與檢測(cè)實(shí)用技術(shù)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，2005.

【2】黎啟柏.電液比例控制與數(shù)字控制系統(tǒng)［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1997.

【3】成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè):第5卷［M］.北京:化學(xué)工業(yè)出版社，2008.

【4】黃浩，向忠輝，丁明.頂升臺(tái)架液壓系統(tǒng)異常故障的分析及處理［J］.機(jī)床與液壓，2004(11):202－203.

【5】姜繼海.液壓與氣體傳動(dòng)［M］.北京:高等教育出版社，2006.

【6】雷天覺(jué).新編液壓工程手冊(cè)［M］.北京:北京理工大學(xué)出版社，1998.

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1001－3881(2014)8－159－2

10.3969/j.issn.1001－3881.2014.08.051

2013－02－05

方濤 (1983—)，男，本科，工程師，主要從事連鑄機(jī)設(shè)備維護(hù)工作。E－mail:FT62544342@Chinaren.com。