轧钢设备液压系统的泄漏分析与控制措施.pdf

第 1 1卷第 5期 2 O O 5年 l 0月 宽 厚板 W l DE AND HEAVY PLATE Vo1 ．1 1． No．5 Oc t o b e r 2 0 0 5 ‘1 5。 轧钢设备液压 系统的泄漏分析与控制措 施 周 昌勇 王 霞 新余钢铁有 限责 任公 司 摘要液压油泄漏是液压系统最常见且 难根治的故 障之一 ， 本文针对该问题进行 了讨论和分析 ， 提 出了 相应的控制措施 。 关键词 液压油泄漏 泄漏分类泄漏原 因 控制措施 Le a k a g e An a l y s i s a n d I t s Co nt r o l M e a s u r e s o f Hy d r a ul i c S y s t e m f o r Ro l l i ng Equ i p m e nt Zh ou Ch a ng y on g a nd W a ng Xi a Xi n y u I r o n a n d S t e e l Co ． Lt d Ab s t r a c t Hy dr a u l i c f l u i d l e a k a ge i s on e of t he mo s t c ommonl y o c c u r r e d a nd mos t di f f i c ul t l y s o l v e d t r ou ． bl e s i n hy dr a u l i c s y s t e m． Thi s a r t i c l e ma ke s di s c u s s i on a nd a n al ys i s of t hi s p r o bl e m ， put s f or wa r d c o r r e s p on di ng c ont r ol me as u r e s ． Ke y wor d s Hy dr a ul i c f l u i d l e ak a ge， Le a ka ge c l a s s i f i c a t i o n， Le a ka g e c a us e， Con t r ol me a s ur e s 1 概 述 在 钢铁 企业 中， 轧 钢是 出成 品的生 产工 序 ， 常 见的轧钢设备有 中厚板轧机、 薄板轧机、 棒线材 轧 机 、 型 钢 轧机 、 管材 轧机 等 ， 这 些 轧机 随 着 产 品 档 次 的提升及 自动化程 度 、 控制精 度 的提高 ， 液压 控制 技术 的应 用越 来越 广泛 。 轧钢设备 的液压系统一般具有以下特点 1 液 压泵 站集 中 ， 控制 阀 台分 散 、 执 行机 构复 杂 ； 2 压 力高 、 流 量大 ； 3 执 行机 构 动作频 繁 、 速 度快 、 响应 快 ； 4 比例 阀 、 伺 服 阀等高精 度控 制 阀使 用 多 ； 5 管 路复 杂 、 弯头 、 三通 多 ； 6 工 作环 境 较 恶 劣 ， 高 温 、 粉 尘 、 振 动 冲击 等 较严 重 ； 7 设 备连 续作 业 ， 液压 系统运行 率 很高 。 由于这 些 特 点 的存 在 ， 使 轧 钢设 备 的 液压 系 统故 障复杂且 排 除较难 。 在众 多 液压故 障 中 ， 液压 油 的泄漏是 液 压系统 最 常见 的故 障也是最 难根 治 的故障。 由于泄漏 的存在 ， 不仅严重影响液压设备 运 行 性 能 的 发 挥 ， 而 且 还 污染 环 境 ， 增 加 轧 制成 本， 因此对轧钢设备液压系统泄漏的防治非常重 要 。 2 泄 漏的 分类 液压系统的泄漏是指在 液压元 、 辅件 含 管 道 组成 的封 闭容 腔 内 ， 由于 压差 的存 在 ， 液 压 油 从 高压侧通过缝 隙流 向低压侧 而并不做功的过 程。 液压系统的泄漏一般分为以下几种 有益内泄 漏 、 无 益 内泄 漏 、 有益 外泄 漏 、 无 益 外泄漏 。 内泄漏是指发生 在液压元 辅 件 内部的泄 漏， 泄漏油从高压腔泄漏到低压腔 ， 但仍在液压系 统 中循环 。 有益 内泄漏 是指 液压 传 动 中起 润滑 或控制 作 用 中必须存 在 的泄漏 。如油泵 的 内泄 可以润滑 轴 承、 滑靴等 ， 某些液压阀要靠泄漏一小部分油来实 现其稳 定 的功能 。 维普资讯 1 6 宽厚板 第 1 1卷 无益内泄漏是指在液压系统中， 由于密封失 效 ， 磨损使缝隙扩大等原因造成的泄漏。 如液压缸 活塞两腔的窜油， 换向阀阀芯动作不到位造成的 泄漏 ， 单向阀封不住油造成泄漏。 外泄漏是指液压 油从液压系统封闭腔内流向大气中的泄漏。 有 益 外 泄 漏 是 指用 于 润 滑运 动 副 表 面 的泄 漏 。 如液压缸的活塞杆上就粘附着一层液压油 ， 形 成油膜对活塞杆及密封圈起润滑作用。 无益外泄漏是指不起润滑作用也不传递动力 做功 的外泄漏 。 如管接头、 法兰、 液压阀的外泄漏。 无益 内泄漏 与无 益外 泄漏 对液 压系统 的正 常 运行危害很大 ， 必须对其加 以控制。 无益泄漏的危 害主 要表现 为 1 降低液压系统的使用性能 ， 严重时造成系 统无法工作 ； 2 增加液压系统的运行成本 ， 如油耗、 电耗、 元件损耗等的增加 ； 3 污染 环境 ； 4 火灾 隐患 。 3泄 漏的原 因分 析 在液压系统 中， 液压油从油 箱出来， 经过油 泵 、 液 压 阀组 、 管 路 、 接 头 、 蓄 能 器 、 过 滤 器 、 冷 却 器、 油缸等再流回到油箱的各个环节， 都有可能产 生 泄漏 。在 轧钢设 备 的液压 系统 中造 成泄漏 的 主 要 原 因有 3 ． 1 振 动和 冲击 轧钢液压系统因其传递功率大， 动作响应快， 容易产生系统振动和冲击， 从而引起紧固件松动、 焊缝 振裂 、 密封 面失 效 产生泄 漏 。 3 ． 2 密 封件 损伤 密封 件选 型不 当 ， 装配不 当 ， 沟槽 尺寸不 当及 装 配时造 成 划伤均 会 导致 密封 件早期 损伤 而产 生 泄 漏 。 另外 密 封件磨 损 、 老化 和压 缩量 不足 时也会 产 生泄 漏 。 3 ． 3 高 温 热轧设备的液压系统受轧件辐射影响， 加之 其本 身因动作响应快 自身产热量也高 ， 容易造成 系统工作温度超高。 高温产生系统泄漏主要表现为 1 高温使液压油粘度降低， 增加缝隙泄漏 。 2 高温使非金属密封件软化 ， 强度降低和加 速老化 ， 使密封结构早期损伤 ， 导致泄漏 。 3 高温使液压油加速氧化 变质 ， 降低润滑性 能 ， 加速运动副之间的磨损， 导致泄漏。 4 高温使液压元件部件非正常膨胀 ， 导致阀 芯卡 阻 ， 引起 泄漏 。 3 ． 4 缝 隙变 大 ‘ 利 用缝 隙密封的接合面 含平面和环面 ， 当 接合面磨损超过一定量时， 缝隙变大 ， 泄漏量就会 增 加 。 3 ． 5 杂质 污染 杂质会使运动副之间磨损加剧， 引起泄漏； 杂 质也会使阀芯卡阻， 动作不到位引起泄漏 ； 杂质还 会使各种密封件 、 密封面损伤引起泄漏 。 4 控 制泄 漏的 主要措 施 液压系统泄漏的治理工作是一项 系统工程 ， 涵盖了液压系统的设计、 元件选型、 制造、 安装、 冲 洗、 调试及运行维护各个环节 。 作为轧钢设备的液 压系统 ， 从设备使用、 维护检修方面考虑 ， 主要采 取如下措施来控制和防治泄漏 4 ． 1 减少 振动 和 冲击 在轧钢设备中， 振动和冲击是普遍存在的， 如 何控制振动和减少 冲击， 对液压系统的安全运行 非 常重 要 。主要控 制措 施有 1 正确安装和调定液压泵、 溢流阀， 以减少机 械振 动和供 油 压力 的冲击 振动 。 2 在 大流 量换 向 阀 中设置 阻 尼 ， 减 小换 向 冲 击 。 3 在具有快泄功能的阀后回油管上增设蓄能 器吸 收 冲击 。 4 布置足够的管夹 ， 提高系统抗振能力 。 5 合理使用避振喉 、 减振器、 胶管等来 隔振 ， 防止 振动 传递 引起共 振 。 4 ． 2 正确选用密封机构 ， 并选购优质密封件 维普资讯 第 5 期 周昌勇等 轧钢设备液压系统的泄漏分析与控制措施 1 7 主要 考虑 1 密封件工作时必须有一定的过盈量和 自动 补偿 ； 2 密封件材料应具有耐磨、 耐高温和低温、 抗 腐蚀、 抗老化等 良好性能 ； 3 密封机构应便于安装 ， 安装密封件时应 防 止划伤、 挤伤、 扭 曲。 4 ． 3 控制好系统的工作油温 以矿物油为介质的液压系统 ， 其工作油温在 3 5 ‘C～4 5 C为最 佳 。 对 轧钢 设备 的液压 系统 来说 ， 主要 是控制 好 系统 的温升 。 1 分析并控制发热源， 正确调整泵与液流阀 的压力， 减少溢流产热； 2 采取旁路循环冷却 。 4 ． 4 选择使用优质液压油 1 适宜 的粘 度与 良好 的粘温 特性 ； 2 优 良的润滑性和剪切稳定性及一定的油膜 强度 ； 3 良好的化学稳定性 ； 4 良好 的抗 泡性 、 防锈 性 ； 5 对密 封材 料影 响小 ； 6 燃点、 闪点要高 ， 高压下压缩率小。 4 ． 5 控制 好 系统 的污 染， 使 系统 清 洁度 达 到 NA S 7级 以内 1 更换元件检修管路时防止外界污染侵人； 2 增大过滤面积 ， 选择优质过滤器， 并采用高 压过滤、 回油过滤、 旁路过滤相结合的方式过滤油 液 ； 3 对新 油 加 入前 进 行 数 次过 滤 ， 达 标后 再 加 入油 箱 ； 4 及 时更换 磨损 件 。 4 ． 6 加强液压系统的 日常维护和保养 1 经常检查紧固件及管接头， 防止松动； 2 合理制定密封件更换周期， 并定期更换 ； 3 定期更换滤芯， 定期检测化验油品； 4 定期监测系统 的压力、 温度 、 振动、 油位等 参数 ， 发现 异 常及 时分析 排除 。 4 ． 7提高管理和维护人员素质 ， 保证维护、 检修 质量 1 由液压专业工 程技术人 员来 管理液压设 备 ； 2 由具 备钳 工技 能和 液压基 础知 识的 技术工 人来维护、 检修液压系统 ； 3 认真分析液压事故， 并在维护人 员中通报 学习， 以提高他们的防事故能力 ； 4 加 强对 管 理人 员 和维 护 人 员进 行 液 压 、 机 械 、 电气技 术的 培训 。 5结 束语 液 压系 统 的泄 漏 问题 较 为 复杂 且 治 理 较难 ， 特别是在轧钢企业 中， 因其液压 系统 多、 大且复 杂， 而液压专业技术人员又相对缺乏， 解决泄漏更 是不容易 。但只要企业重视 ， 有一整套科学的管 理 、 维 护方 法 ， 液压 系统 的泄漏 问题 还是可 以得 到 控制的。 ， 新钢 中板轧机共有 5套液压系统 ， 投产 1 0年来 ， 经过技术人员及技术工人的共 同努力， 已经基本消除了液压泄漏故障。特别是在平衡系 统 中 ， 做 到 了“ 零泄漏 ” ， 并 成为 全 国中板行 业 中唯 一 的“ 停 泵保 压生 产 ” 的液 压 系统 ， 取 得 了 很好 的 效益 。 周 昌勇 ， 男， 1 9 8 6 年毕业于东北大学液压专业， 高级工程 师 。 收稿 日期 2 0 0 5 0 7 2 8 维普资讯