北兴特钢液压抓钢机的改进制作.pdf

第 3 2卷第 2期 2 0 1 2年 6月 黑 龙 江 冶 金 H e i l o n g j i a n g Me t a l l u r g y V0 1 ． 3 2 No ． 2 J u n e 2 0 l 2 北兴特钢液压抓钢机 的改进制作 付 海燕 ，高成斌 东北特钢集团北满特殊钢有限公司，黑龙江齐齐哈尔 1 6 1 0 4 1 摘要 通过对原引进的液压抓的改进制作 ， 实现其部件的全部国产化， 不但减少备件采购成本， 同时也减少设 备的故障率， 保证生产效率。 关键词 液压抓；国产化； 控制 I mp r o v e me n t o f S p e c i a l S t e e l Hy d r a u l i c Ca t c h St e e l M a c hi n e s i n No r t h Xi n g Fu Ha i y a n，Ga o C he n gb i n B e i m a n S p e c i a l S t e e l G r o u p C o ． ，L t d ， Q i q i h a e r ，H e i l o n g j i a n g ，1 6 1 0 4 1 C h i n a Ab s t r a c t T h e f u l l l o c ali z a t i o n o f p a r t s we r e a c h i e v e d b y i mp r o v i n g o r i g i n a l i n t r o d u c e d h y d r a u l i c g r a b， S O a s t o n o t o n l y r e d u c e p r o c u r e me n t c o s t s o f s p a r e p a r t s ，b u t a l s o r e d u c e t h e f a i l u r e r a t e o f e q u i p me n t wi t h pr o d u c t i o n e f f i c i e n c y ． Ke yW o r d s h y dr a u l i c c a t c h；l o c a l i z a t i o n；c o n t r o l 北兴公司 电炉配料 间配 备的两 台液压抓 ， 承 如下 担为电炉炼钢的废钢装料任务， 原为上海启帆 一 斯凯特 一佩纳公司制造。2 0 0 1年购进 ， 经过 7年 时间的运行 ， 且因电炉生产节奏逐渐 紧张 ， 满负荷 作业使液压抓 的供料任务也加 大 ， 长期 的繁重 工 作导致元部件老化磨损 ， 故障率越来越高 ， 已经不 能正常满足电炉的供料要求 ， 急需部件的更新 ， 但 原液压抓所采用的全部是 国外 部件 ， 而其 国外 部 件 的采购周期长和高价格 限制了液压抓备件的储 备 。同时也 因原设计所采用的部件部分 已经停产 淘汰 ， 所以当液压抓发生故障后 ， 没有备件或备件 不能及时更换 ， 其修复难度加大 ， 经常导致因不及 时恢复而影 响电炉的生产。 1 原 液压 抓的控制原理 原液压抓控制总成 由 3 7 k W 双 向电动机 、 P A ． K E公司生产的 F l l型双向马达泵 、 和控制集成 阀 块组成 见图 1 ， 抓料闭合时工作压力为 2 1 MP a ， 张开抓 臂 工 作 压 力 为 1 8 M P a 。图 1控 制 原 理 图1 改进前液压抓的液压原理图 开启 传 动 电机 M 接 通， 液压 泵工 作， 通 过 R V 3吸油 ， 输出压力送至压力管路 P 2 ， 液压油经单 向阀R V 2和管路送至液压缸有杆腔 K S S ， 实现张 收稿 日期 2 0 1 1 1 1 ～2 4 作者简介 付海燕， 东北特钢集团北满基地北兴特殊钢公司， 液压工程师 ， 4 O岁， 现在东北特钢集团北满基地北兴特殊钢公 司冶炼车间的液压、 润滑管理工作。毕业于东北重型机械学院 流体传动及控制专业。 3 5 黑龙江冶金 第 3 2卷 开动作。液压缸回收时 ， 有杆腔回油经管道 A， 通 过液控单 向阀 S V 1和过 滤器 F回到油箱。管路 P 2中的最大压力由先到限压 阀 D V 2调定保证 。 闭合 传动电机 M逆向旋转， 液压泵 P将液压 油从油箱经单 向阀 R V 4送 至管路 P 1 ， 经 单 向阀 R V 1和管路 A， 液压油被送至液压缸无杆腔 ， 液压 缸伸出时 ， 回油经管路 B， 通过液控单 向阀 S V 2及 回油管 R和过滤器 回到油箱。管路 P 1中的最大 压力 由带 自动断路器的先导限压阀 D V 2控制 。 2 对原 液压抓 的改造原 因 1 因所使用 的柱塞泵为 P A R K公司生产的 F 1 1 0 5 8一MBC NK双 向马达泵， 已经达到使 用寿命周期 ， 泄漏增加不能满足使用需要。此泵 采购周期长达半年 ， 且 已经不再生产， 因此急需一 种替代泵来满足液压抓 的使用。 2 图 1中控制液压阀块相应部件磨损 ， 密封 老化 ， 系统压力下降 ， 有时不能换向。其控制液压 阀块虽然设计精致 紧凑 ， 但 发生故 障后难 于判断 其内部具体 的故障位置 ， 维修 困难 。且 部件非标 准化 ， 价格 昂贵 ， 没有通用部件可 以更换。 3 液压抓作业环境差 ， 灰尘多 ， 液压介质易 受污染 ， 而原液压抓因采用柱塞泵 ， 要求介质清洁 度较高 ， 因此在平时介质维护上增加了一定 的难 度和维护成本。 4 液压抓装料作业任务繁重， 两台液压抓 已 不能满足满负荷的生产 ， 一旦任何一 台发生故障， 直接导致供料不及时， 直接影响电炉 的作业生产 ， 影响生产效益。而新 液压抓 的采购成本很高 ， 因 此有改进制作的需要 。 3 新液压抓的改进方法 2 0 0 7年， 根据我厂实际条件和生产现场 的需 要 ， 决定对液压抓进行 了整体改造。经过优选方 案， 采取 了取消液压抓原来通过 电机正反转实现 换 向的工作形式 ， 改双向液压泵为单 向齿轮泵 ， 单 向供油 ； 取消了整体液压控制 阀块 ， 重新设计并制 作新的液压阀块 ， 改变其控制结构和控制原理 ， 由 天车通过电缆卷筒输送 2 4 V电源到液压抓总成 ， 控制三位四通电磁阀和电磁溢流阀。三位 四通电 磁阀实现其抓瓣 的开启 和关 闭的动作 ； 常开式结 构先导式电磁溢流 阀除了调整系统 的压力外 ， 失 电状态阀开启可保证液压油卸荷到油箱 ， 还 可以 保证液压泵的软启动。回油经过过滤器可保证油 3 6 液的清洁。改进后所有部件均采用 国产化 ， 通用 普遍 ， 价格便宜 ， 可实现短时间的采购和备件的最 大储备 ， 同时在液压泵 的处理上 ， 采用上海航空发 动机厂生产 的优质 内啮合高压齿轮泵 ， 可保证最 大的输出压力和最大限度的油液抗污染能力 ， 见 图 2 。 图 2 改造后 的液压抓原理图 在控制上 ， 我们采取 电磁溢 流阀失电状 态下 启动液压泵 ， 泵输出的液压油通过溢流 阀卸荷 回 油箱 。实现张开动作时 ， 电磁 阀 3的 D T I 得 电， 同 时先导电磁溢流阀的先 导阀得 电， 根据事先 的调 整保证系统的工作压力 ， 实现系统 的张开动作 ； 闭 合时， 电磁 阀 3的 D T 2得 电， 溢流 阀也得 电， 实现 液压缸的闭合动作。抓取钢料后 ， 所有 电磁 阀全 部失电， 液压油卸荷 回油箱 ， 可最大限度的减少液 压油因溢流产生的热量 见表 1 。通过液控单 向 阀5保证液压缸的闭锁 性 ， 防止在抓料输送 的过 程中因重力和废钢的力使液压缸松开。 表 1 液压 电机及 阀动作执行表 4 结语 通过改造后安装使用 ， 液压抓完全符合 液压 抓的原设计参数能力。且故 障率低 ， 发生故障后 工人能迅速判断故障部位， 易于维修。2 0 0 8年 5 月， 又根据生产需要 ， 为满足 电炉繁重 的的供料任 务我们对原液压抓进行测绘， 结合 自己设计的控制 方式又制作了两台新液压抓 ， 成本仅为原液压抓采 购成本的 1 ／ 5 ， 完全达到了自主设计制作的能力。