祝家興 徐旭

摘 要：介紹了某鋼廠熱軋生產(chǎn)線成品庫重載提升臺(tái)液壓系統(tǒng)的工作原理，并對(duì)該系統(tǒng)工作過程中出現(xiàn)的故障進(jìn)行了分析，進(jìn)一步提出了改進(jìn)的技術(shù)方案。提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

關(guān)鍵詞：同步;比例閥;平衡閥

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.048

0 引言

某鋼廠1580mm熱軋生產(chǎn)線成品庫重載提升臺(tái)的升降采用液壓系統(tǒng)進(jìn)行控制。重載提升臺(tái)是用于熱軋廠鋼卷成品運(yùn)輸線上的舉升設(shè)備。它由兩只油缸同步舉起裝有鋼卷的提升臺(tái)，提升臺(tái)上裝有傳輸輥道，用于將裝在鋼卷托盤上的鋼卷連同托盤一起輸送至成品收集輥道。重載提升臺(tái)的升降通過2個(gè)油缸同步動(dòng)作進(jìn)行，油缸的動(dòng)作包括上升、停止、下降三個(gè)動(dòng)作。液壓系統(tǒng)的可靠性對(duì)重載提升臺(tái)正常工作至關(guān)重要。本文對(duì)重載提升臺(tái)液壓系統(tǒng)在生產(chǎn)中出現(xiàn)的故障進(jìn)行分析，針對(duì)其運(yùn)行和維護(hù)中存在的問題，提出改造方案，達(dá)到提高液壓系統(tǒng)可靠性的目的。

1 工作原理簡(jiǎn)介

重載提升臺(tái)由2個(gè)比例閥（4WRDE25W1-220L）控制油缸同步升降，比例閥進(jìn)口疊加1個(gè)壓力補(bǔ)償器用以確保比例閥的動(dòng)態(tài)特性不受偏載影響，油缸豎直安裝，油缸下端無桿腔油口串接1個(gè)平衡閥，平衡閥控制油接油缸上端有桿腔回路。上升時(shí)1#、2#油缸無桿腔進(jìn)壓力油，有桿腔液壓油通過比例閥返回油箱，此時(shí)平衡閥閥芯處于單向閥位;下降時(shí)1#、2#油缸有桿腔進(jìn)壓力油，無桿腔液壓油通過比例閥返回油箱，此時(shí)平衡閥閥芯受有桿腔壓力油控制處于節(jié)流閥位。

重載提升臺(tái)上升時(shí)，1DT（1#油缸比例閥）、2DT（2#油缸比例閥）同時(shí)供電分別控制2個(gè)油缸動(dòng)作，信號(hào)給定正給定值則主級(jí)液流通過比例閥（4WRDE25W1-220L）P至A、B至T，油缸活塞桿伸出，提升臺(tái)上升;信號(hào)給定負(fù)給定值則主級(jí)液流通過比例閥P至B、A至T，油缸活塞桿縮回，提升臺(tái)下降。通過油缸內(nèi)置位移傳感器反饋信號(hào)進(jìn)行對(duì)比，調(diào)整比例方向閥給定信號(hào)控制比例方向閥閥芯位置用以控制2個(gè)油缸液壓油流速，達(dá)到控制2個(gè)油缸運(yùn)行中同步精度（相對(duì)位置誤差）的要求。

平衡閥在該系統(tǒng)中可實(shí)現(xiàn)兩個(gè)功能：一是在液壓系統(tǒng)中用來防止負(fù)載引起液壓缸“失控”;二是用作防破裂閥。

2 系統(tǒng)故障分析

重載提升臺(tái)液壓系統(tǒng)在運(yùn)行過程中經(jīng)常發(fā)生的故障現(xiàn)象為：升降缸在上升到停止位后，接收工藝訊號(hào)停止，此時(shí)提升臺(tái)無法長時(shí)停留在停止位，會(huì)下滑一段距離約5-10mm。此時(shí)光電開關(guān)就會(huì)丟失信號(hào)，下道工序無法開始。導(dǎo)致該故障的原因?yàn)楸壤y選型問題，該系統(tǒng)比例方向閥（4WRDE25W1-220L）其閥芯W(wǎng)1在中位時(shí)A口至T口以及B口至T口約有相當(dāng)于額定過流面積3%的流通面積。即當(dāng)油缸上升至停止位時(shí)，比例方向閥切換至中位，此時(shí)比例閥A至T未完全關(guān)閉，并且由于阻尼的存在致使A口至平衡閥段管路中的壓力無法得到迅速釋放，平衡閥的單向閥尚未完全關(guān)閉，因此在負(fù)載的作用下油缸會(huì)下降一段行程。當(dāng)A口至平衡閥段管路中壓力釋放完畢，平衡閥的單向閥才能完全關(guān)閉，油缸真正停止。

重載提升臺(tái)液壓系統(tǒng)存在安全隱患。當(dāng)比例閥控制電纜意外切斷時(shí)，此時(shí)人工無法及時(shí)關(guān)閉主油路高壓球閥，而重載提升臺(tái)由2個(gè)油缸驅(qū)動(dòng)同步，非剛性結(jié)構(gòu)連接，由于比例閥本身制造誤差的存在以及該系統(tǒng)比例閥選型的特點(diǎn)會(huì)造成一種極端狀況：即有可能1#油缸的比例閥出現(xiàn)P至A未完全關(guān)閉，2#油缸的比例閥主閥芯返回至中位或者P至B未完全關(guān)閉，此時(shí)1#油缸會(huì)快速上升2#油缸保持靜止或緩慢下降。這種狀況一旦出現(xiàn)，重載提升臺(tái)設(shè)備本體會(huì)遭受嚴(yán)重?fù)p壞。

3 技術(shù)改造方案

針對(duì)故障分析中出現(xiàn)的問題，對(duì)重載提升臺(tái)液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造如下：將2個(gè)油缸的平衡閥控制油路并聯(lián)，增加電磁換向閥單獨(dú)控制，重載提升臺(tái)下降時(shí)，3DT（電磁換向閥）得電;重載提升臺(tái)上升時(shí)，3DT失電;系統(tǒng)突然斷電時(shí)，電磁換向閥閥芯處于彈簧位，平衡閥控制油路壓力油通過電磁換向閥A至T返回油箱，確保平衡閥的防破裂閥功能。

針對(duì)系統(tǒng)安全隱患，對(duì)比例閥重新進(jìn)行選型，型號(hào)為4WRDE…-5X/…WG152帶有夾層板式方向閥（WG152）。夾層板式方向閥用于主級(jí)對(duì)中，此時(shí)當(dāng)比例閥控制電纜意外切斷時(shí)，WG152電磁鐵失電，比例方向閥的主閥在彈簧的作用下對(duì)中，保持油缸停止無動(dòng)作，安全可靠。

4 結(jié)論

重載提升臺(tái)液壓系統(tǒng)改造后，平衡閥控制油路單獨(dú)回路由電磁換向閥控制，保證重載提升臺(tái)收到停止型號(hào)后準(zhǔn)確停位并可長時(shí)間保持位置不會(huì)下滑，同時(shí)也能夠?qū)崿F(xiàn)了平衡閥的固有功能;比例方向閥的重新選型提高了設(shè)備的安全性和可靠性，避免了在設(shè)備停機(jī)檢修時(shí)，由于誤操作等緊急斷電情況導(dǎo)致比例閥主閥芯無法準(zhǔn)確回至中位而引起2個(gè)油缸出現(xiàn)相反的動(dòng)作造成設(shè)備受損。

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作者簡(jiǎn)介：祝家興（1981-），男，朝鮮族，遼寧錦州人，本科，工程師，研究方向：液壓、潤滑系統(tǒng)設(shè)計(jì)。