摘 要:寶鋼特鋼鋼管廠2009年投產(chǎn)的60MN擴(kuò)孔機(jī)臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)液壓泵使用壽命短。在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下,優(yōu)化液壓泵運(yùn)行模式,改善液壓泵使用環(huán)境,延長(zhǎng)使用壽命。
關(guān)鍵詞:60MN擴(kuò)孔機(jī)臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓泵;優(yōu)化運(yùn)行;延長(zhǎng)使用壽命
一、60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介
寶鋼特鋼鋼管廠2009年投產(chǎn)的60MN擴(kuò)孔機(jī)臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力源有:7臺(tái)動(dòng)作泵,6臺(tái)供蓄能器泵,1臺(tái)控制油泵,1臺(tái)輔助動(dòng)作泵,及12組活塞式蓄能器組成;集成控制閥塊主要有:BG30為7臺(tái)動(dòng)作泵壓力控制集成塊,BG18為6臺(tái)供蓄能器泵壓力控制集成塊,BD20為1臺(tái)控制油泵壓力控制集成塊,BD21為1臺(tái)輔助動(dòng)作泵壓力控制集成塊,BG25為12組活塞式蓄能器高壓油輸出控制集成塊;BG31為擠壓桿動(dòng)作控制集成塊,BG32為擠壓芯棒動(dòng)作控制集成塊,BG33為擠壓桶動(dòng)作控制集成塊,及其他輔助動(dòng)作控制集成塊;執(zhí)行元件主要有:1臺(tái)主缸,2臺(tái)上下側(cè)缸,2臺(tái)水平側(cè)缸,4臺(tái)擠壓桶動(dòng)作缸,及其他輔助動(dòng)作油缸組成。擠壓機(jī)待機(jī)時(shí),12組活塞式蓄能器由6臺(tái)供蓄能器泵提供液壓油,蓄能器液壓油壓力提高至320Bar,壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min,液壓泵始終保持320Bar壓力下工作;擠壓機(jī)實(shí)施擠壓時(shí),7臺(tái)動(dòng)作泵,6臺(tái)供蓄能器泵及及12組活塞式蓄能器組同時(shí)提供高壓油;除擠壓動(dòng)作外,其余擠壓機(jī)動(dòng)作,由7臺(tái)動(dòng)作泵根據(jù)設(shè)定要求提供液壓油。
二、使用過(guò)程中出現(xiàn)擠壓機(jī)液壓泵損壞頻繁的問(wèn)題
擠壓機(jī)投入使用后,多次發(fā)生為12組活塞式蓄能器提供高壓液壓油的6臺(tái)液壓泵損壞,液壓泵損壞后產(chǎn)生的金屬顆粒進(jìn)入液壓系統(tǒng),嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行,被迫停產(chǎn)檢修,更換液壓泵,清潔液壓系統(tǒng)。
三、擠壓機(jī)液壓泵損壞頻繁的問(wèn)題產(chǎn)生原因簡(jiǎn)析
經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn),擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí),12組活塞式蓄能器由6臺(tái)供蓄能器泵提供液壓油,蓄能器液壓油壓力提高至320Bar,壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min,液壓泵始終保持320Bar壓力下工作。此時(shí)液壓泵在高壓狀態(tài)下處于極小流量輸出,液壓泵發(fā)熱高,輸出流量小,散熱條件差,液壓泵處于極惡劣的工況下運(yùn)行,易造成液壓泵組損壞。
四、優(yōu)化優(yōu)化液壓泵模式,改善運(yùn)行環(huán)境
為改變擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí),液壓泵在高壓狀態(tài)下處于極小流量輸出,液壓泵發(fā)熱高,輸出流量小,散熱條件差,液壓泵處于極惡劣的工況下運(yùn)行的狀態(tài)。經(jīng)對(duì)該液壓系統(tǒng)分析,擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí)擬采用設(shè)定液壓壓力于315Bar至305Bar,即液壓壓力達(dá)315Bar時(shí),液壓泵處于卸荷狀態(tài);液壓壓力泄漏降至305Bar時(shí),液壓泵建立高壓,為蓄能器供油;液壓壓力升至315Bar時(shí),液壓泵再次處于卸荷狀態(tài)。
五、理論計(jì)算,優(yōu)化運(yùn)行能否生產(chǎn)需要
60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)主要相關(guān)參數(shù):操作壓力為270Bar至300Bar,擠壓坯料最長(zhǎng)為1300mm,擠壓主缸直徑為1270mm,上下側(cè)缸直徑為500mm,水平側(cè)缸直徑為500mm,活塞式蓄能器氣包容積為3600L,活塞容積為745L,蓄能器氣體壓力高于260Bar,擠壓過(guò)程中氣體溫度不變。
由上述條件可計(jì)算,擠壓機(jī)采用最高壓力,擠壓最長(zhǎng)坯料,即擠壓機(jī)擠壓一次需要最多的高壓液壓油的容積為:
根據(jù)理想氣體阿伏加德定理:
因擠壓過(guò)程中氣體溫度不變,即P1*V1=P2*V2
擠壓過(guò)程中操作壓力為270Bar至300Bar,12組活塞式蓄能器可提供高壓液壓油容積為:
V=12*(260/270*(3600+745)-260/300*(3600+745))=5020.9(L)
通過(guò)計(jì)算可得出,12組活塞式蓄能器有能力為擠壓過(guò)程提供足夠的高壓液壓油。
六、通過(guò)優(yōu)化計(jì)算機(jī)控制程序,調(diào)整液壓泵運(yùn)行模式
通過(guò)修改計(jì)算機(jī)控制程序,擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí)設(shè)定液壓壓力于315Bar至305Bar,即液壓壓力達(dá)315Bar時(shí),液壓泵處于卸荷狀態(tài);液壓壓力泄漏降到305Bar時(shí),液壓泵建立高壓,為蓄能器供油。優(yōu)化液壓泵運(yùn)行模式后,擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí)蓄能器液壓壓力曲線見(jiàn)下圖,液壓泵消除了在高壓狀態(tài)下處于極小流量輸出的狀態(tài),液壓泵運(yùn)行工況明顯改善,使用壽命得以明顯延長(zhǎng)。
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作者簡(jiǎn)介:周強(qiáng)(1966-),男,上海人,本科,高級(jí)工程師,研究方向:冶金機(jī)械設(shè)備技術(shù)。