侯強(qiáng)民 袁凱時(shí) 王燕妮

摘要：本文對(duì)陜西龍門鋼鐵公司西安軋鋼廠中精軋夾緊缸故障

原因進(jìn)行了分析，提出了液壓系統(tǒng)的改進(jìn)方法，取得了很好的效果，產(chǎn)生了一定的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

關(guān)鍵詞：液壓夾緊系統(tǒng)改進(jìn)

0 引言

陜西龍鋼公司西安軋鋼廠生產(chǎn)線連軋部分有12架軋機(jī)，中軋部分6架軋機(jī)，每架軋機(jī)裝配有3臺(tái)夾緊缸，精軋部分6架軋機(jī)，每架軋機(jī)裝配2臺(tái)夾緊缸，用來(lái)對(duì)軋機(jī)進(jìn)行夾緊。

夾緊缸采用碟簧預(yù)夾緊式，夾緊力依靠碟簧預(yù)壓力提供。但在使用的過(guò)程中，常發(fā)生碟簧破碎現(xiàn)象，對(duì)生產(chǎn)的正常進(jìn)行造成一定的影響。

本文通過(guò)對(duì)碟簧破碎原因進(jìn)行分析，提出了對(duì)夾緊回路進(jìn)行改進(jìn)的方法，并在改進(jìn)后取得了較好的效果，產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

1 中精軋液壓系統(tǒng)原理

1.1 中精軋液壓系統(tǒng)原理

西軋廠中精軋液壓系統(tǒng)（圖1），是由兩臺(tái)液壓泵（一用一備）作為動(dòng)力元件，控制元件由插裝式單向閥，調(diào)壓閥組成。附件由過(guò)濾器、壓力表、液位計(jì)、液位發(fā)訊器、加熱器、壓力控制器，以及一臺(tái)循環(huán)泵等組成，起到保護(hù)系統(tǒng)、控制油溫和過(guò)濾油液等作用。執(zhí)行元件由12臺(tái)平移液壓缸和30臺(tái)夾緊缸組成，平移缸用來(lái)對(duì)軋機(jī)進(jìn)行橫向移動(dòng)，和在換輥時(shí)推出或移進(jìn)換輥小車，夾緊缸對(duì)軋機(jī)進(jìn)行夾緊，使軋機(jī)在軋鋼過(guò)程中固定不動(dòng)。

1.2 中精軋夾緊缸結(jié)構(gòu)

龍鋼西軋廠夾緊缸采用碟簧預(yù)夾緊結(jié)構(gòu)，如圖2所示，碟簧型號(hào)為AI160*81.2*10*13.5 GB1972-80，碟簧的極限行程h0=3.5mm，工作載荷Ff=138.3kN，每臺(tái)夾緊缸裝配碟簧24片?；钊睆綖?80mm，活塞桿直徑110mm。

在平時(shí)的夾緊過(guò)程中，活塞在碟簧預(yù)緊力的作用下，把活塞向前推出，使軋機(jī)處于夾緊狀態(tài)；需要松開(kāi)軋機(jī)時(shí)，打開(kāi)液壓閥，活塞在液壓力的作用下，會(huì)向后移動(dòng)，收回活塞桿。

1.3 中精軋夾緊缸工作方式

龍鋼西軋廠中精軋夾緊缸安裝在軋機(jī)底座上（圖3），夾緊缸功能是在軋鋼的過(guò)程中對(duì)軋機(jī)進(jìn)行夾緊，使軋機(jī)不能橫向移動(dòng)，換槽換輥時(shí)松開(kāi)軋機(jī)，利于軋機(jī)平移。

活塞桿前部斜面和軋機(jī)底部斜面接觸，活塞桿在碟簧力的作用下向前推出，在斜面上產(chǎn)生向下的分力，使軋機(jī)和底座之間產(chǎn)生很大摩擦力，使軋機(jī)不能橫向移動(dòng)。

[1 23 4][1軋機(jī) 2導(dǎo)向套 3底座 4夾緊缸]

圖 3

2 碟簧損壞原因分析

夾緊缸在使用的過(guò)程中，逐漸就會(huì)對(duì)軋機(jī)夾不緊，軋機(jī)會(huì)在軋鋼的過(guò)程中發(fā)生跑偏現(xiàn)象，發(fā)生廢鋼事故，同時(shí)，用液壓力收回活塞時(shí)，不能達(dá)到最大行程，甚至出現(xiàn)多起活塞桿不動(dòng)的現(xiàn)象。

對(duì)事故夾緊缸拆下解體，打開(kāi)夾緊缸前端蓋，取出活塞，發(fā)現(xiàn)里面的碟簧幾乎全部破碎，破碎的碟簧碎片夾雜在碟簧間隙中。為保證正常使用，根據(jù)碟簧破碎周期，每6個(gè)月就需要對(duì)碟簧更換一次。

在分析碟簧損壞原因時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)夾緊缸活塞桿收縮時(shí)，最大收縮量為80mm，而碟簧裝配數(shù)量為24片，查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，該型號(hào)碟簧單片極限行程為3.5mm，則24片碟簧總行程為84mm。據(jù)此分析，碟簧在夾緊缸松開(kāi)時(shí)，幾乎被壓平，在這種工作狀態(tài)下，碟簧工作一段時(shí)間后非常容易損壞。

3 液壓系統(tǒng)改進(jìn)方法

根據(jù)夾緊缸的工作原理，保持夾緊時(shí)，依靠碟簧的預(yù)緊力，活塞桿斜面和軋機(jī)的斜面緊密接觸，對(duì)軋機(jī)產(chǎn)生向下的力，則會(huì)在軋機(jī)和底座之間產(chǎn)生摩擦力，軋機(jī)依靠摩擦力的作用不能橫向移動(dòng)。松開(kāi)軋機(jī)時(shí)，活塞桿斜面脫開(kāi)軋機(jī)斜面，夾緊缸產(chǎn)生的摩擦力消失，軋機(jī)可以橫向平移。

那么在松開(kāi)時(shí)，可以不要求夾緊缸的行程達(dá)到80mm，只需脫開(kāi)較小距離，就能達(dá)到松開(kāi)的要求。

因此可以考慮兩種方案，第一種方案是把導(dǎo)向桿延長(zhǎng)，夾緊缸處于夾緊狀態(tài)時(shí)，導(dǎo)向桿端面和夾緊缸底部的距離為一個(gè)較小值，那么當(dāng)夾緊缸活塞桿收縮時(shí)，導(dǎo)向桿會(huì)接觸到夾緊缸底部，使活塞停止運(yùn)動(dòng)。第二種方案是減小液壓系統(tǒng)壓力，可以使夾緊缸松開(kāi)時(shí)行程減小。

在平時(shí)的檢修過(guò)程中，需要把軋機(jī)從底座上移開(kāi)，在夾緊缸行程沒(méi)有達(dá)到80mm時(shí)，由于活塞桿的阻擋，軋機(jī)不能從底座上移開(kāi)。要移開(kāi)軋機(jī)只能拆掉夾緊缸，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，因此第一種方案不可行。

第二種方案要求松開(kāi)夾緊缸時(shí)的液壓力較小，但是夾緊缸和平移缸為一個(gè)液壓系統(tǒng)，如果系統(tǒng)壓力過(guò)低，平移缸則不能移動(dòng)軋機(jī)。解決的辦法是在夾緊回路上安裝一個(gè)減壓閥，可以在系統(tǒng)壓力較高時(shí)，把夾緊缸的壓力降下來(lái)，這種方法簡(jiǎn)單易行。

于是西軋廠對(duì)夾緊回路進(jìn)行改進(jìn)，在夾緊系統(tǒng)回路上加裝一個(gè)板式單向減壓閥ZDR10DP1-40B/150M（圖4），當(dāng)夾緊缸活塞桿收縮時(shí)，通過(guò)減壓閥減小夾緊回路的壓力，使夾緊缸活塞向后運(yùn)動(dòng)的行程為25mm。夾緊缸夾緊時(shí)，回油會(huì)通過(guò)單向閥回到油箱。檢修過(guò)程需要移開(kāi)軋機(jī)時(shí)，調(diào)整減壓閥，使夾緊回路壓力處于最大值，則可以把軋機(jī)從底座上移開(kāi)。由于這種單向減壓閥為板式結(jié)構(gòu)，因此可以和電磁換向閥配合安裝，方便實(shí)用。

[y3][夾緊缸]

圖4

4 結(jié)語(yǔ)

龍鋼西軋廠西庫(kù)抬鋼機(jī)自2013年5月份改進(jìn)以來(lái)，在使用過(guò)程中再未出現(xiàn)碟簧破損現(xiàn)象，夾緊缸由改進(jìn)前每半年全部更換維修一次，到改造后一年來(lái)從未維修，經(jīng)濟(jì)效益非常明顯，以每片碟簧40元價(jià)格計(jì)算，36臺(tái)夾緊缸每年節(jié)約費(fèi)用近7萬(wàn)元，同時(shí)不再因?yàn)閵A緊缸打不開(kāi)而影響生產(chǎn)，年綜合創(chuàng)效可達(dá)10萬(wàn)元以上。減輕了維修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，創(chuàng)造了較大的社會(huì)效益。

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作者簡(jiǎn)介：

侯強(qiáng)民（1971-），男，陜西西安人，陜西龍門鋼鐵有限公司西安軋鋼廠，工程師，研究方向：金屬壓延加工。