连铸机脱引锭液压系统故障分析及优化设计.pdf

Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ No ． 0 1 ． 2 01 5 d o i l O ．3 9 6 9 ． is s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 ．2 0 1 5 ． 0 1 ． 0 1 2 连铸机脱 引锭液压系统故障分析及优化设计 方 涛 ， 何 洪 Fa ul t An a l ys i s a n d Op t i mi z a t i o n De s i g n f o r t he Ca s t i n g Re mo v i n g Du mmy’ S Hyd r a u l i c S y s t e m F ANG T a o， HE Ho n g 武钢股份设备维修总厂， 湖北 武汉 4 3 0 0 8 3 摘要 根据连铸机脱引锭液压系统的工作原理 ， 对脱锭油缸无动作的故障进行了分析， 并对液压系统进行了优化设计。 关键词 连铸机 ； 脱引锭 ； 故障； 优化设计 中图分类 号 T H1 3 7 ． 1 文献标 识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 5 0 1 0 0 4 3 0 2 O 引言 连铸生产 中 ， 引锭杆 的引锭头在开浇之前 ， 将结 晶 器的下 口堵住 ， 以便 浇人 的钢水有足够 的时 间在结 晶 器里使其形成与引锭头成挂钩似的活连接的凝 固坯 头， 当引锭头通过扇形段后， 通过脱引锭油缸的作用 ， 使引锭头与铸坯 自动脱开。某钢厂采用下装式引锭 杆， 脱引锭方式为液压垂直顶升式。在一次浇钢过程 中， 脱锭 油缸无 法动作 ， 由于不能及 时脱锭 ， 最终导致 浇铸 中断。 1 脱引锭液压系统原理简介 1 系统主要技术参数 工作压力 2 0 MP a 油缸尺寸 1 0 0 ／ 5 61 3 0 mm 速度 l O O m m／ s 2 工作原理 原理图见图 1 脱 引锭油缸处 于铸坯通过 的正下方处 ， 通常状态 下， 电磁换向阀4 处于中位状态， 油缸活塞杆处于收回 位置。当系统浇铸长度跟踪到脱引锭时， 电磁换向阀4 对应的电磁铁 D T 2 得电， 压力油经过换向阀到达脱锭 油缸 7的无杆腔 ， 同时控制油打开液控单 向阀 5 ， 有杆 腔油液 回油箱 ， 脱锭油缸活塞杆伸出 ， 驱动与油缸相连 的脱锭辊顶开引锭头 ， 实现引锭头与铸坯脱开。脱锭 油缸上极限信号到来后 ， D T 2 失电， 同时D T 1 迅速得 电， 油缸活塞杆落下， 油缸下极限信号来后 ， 换向阀回 中位 ， 铸坯可以顺利通过 。 2 脱引锭油缸无动作故障分析及诊断 结合 上述液压系统功能原理 ， 我们总结分析 了无 收稿 日 期 2 0 1 4 - 0 5 - 1 4 作者简介 方涛 1 9 8 3 一 ， 男， 湖北蕲春人， 工程师， 本科， 主要研究方向 连铸机设备维护工作。 法动作 的主要原因如下 1 系统无压 ； 2 系统截止阀人为关闭； 3 液控单向阀故障； 4 单向节流阀故障； 5 油缸故障； 6 电磁换向阀4 故障； 7 机械卡死故障。 离 ／}／； ／ 。 瓷 _ _2．1】} 3 P 【 l 6 一 单 向节 流阀7 一 脱锭油缸 图 1脱引锭液压系统原理图 改造前 事后在液压室检查 ， 发现主泵运行正常 ， 系统压力 表压力显示正常 ， 截止 阀2 ． 1 、 2 ． 2 、 2 - 3 开启正 常。手动 捅电磁换向阀4 ， 脱锭油缸亦无动作。在液压室外检查 油缸无明显外漏 ， 液压软管也无破损漏油 的现象 ， 本着 “ 简单、 直接” 的维修原则， 我们首先更换电磁换向阀4 ， 更换后故障消除。 3 液压系统优化建议与实施 脱引锭液压系统是一个相对比较简单的液压系 4 3 液 压 气 动 与 密 ／2 0 1 5年 第 0 1 期 统 ， 但鉴于脱引锭液压系统在连铸生产中的重要性 ， 很 有必要给该液压系统作一个紧急备用系统。所以我们 设计了一个手动液压阀台方案 ， 安装在室外脱引锭油 缸附近， 一旦自动脱锭未脱开， 监护人员可紧急开启截 卜压力表2 一 截止 阀3 一 单 向阀 4 一 换 向阀 5 一 液控单 向阀 6 一 单向节流阀 7 一 脱锭油缸8 一 单向节流阀 9 一 液压锁 l 0 一 手动换向阀1 1 - 截止阀 常闭 1 2 一 单向阀 图2 脱引锭液压系统原理图 改造后 上接第 2 6 页 p O ． 5 MP a 时 ， p o 0 ． 1 1 1 。当p o p *o 时， 随着出V I 压力 的增大， 其最强激波向进 口方向移动， 混合室内的壅塞 消失， 但马赫数也逐渐降低 ， 卷吸能力减弱， 致使其最 大真空度逐渐减弱， 直到降为零。 3 ． 3进 出口压力对其耗气量的影响 由图 5 、 图 8 可知 ， 随着进 口压力的增大 ， 耗气量近 似线性增 大。但 随着 出 口压力 的增大 ， 耗气量基本保 持不变。 4结 论 1 当出口压力p c 保持不变及引射口密封时， 进口压 力P 存在一个最佳临界值P 。当P p 时， 混合室内未 形成壅塞流， 真空度随着p P 的增大而增大； 当P 时， 混 合室内形成壅塞流， 真空度随着P 的增加却缓慢减小。 2 当进口压力 保持不变及引射口密封时， 出口 压力p c 也存在一个最佳临界值P 。当p o p 时， 混合室内壅塞流消失， 但马赫数逐渐降 4 4 止阀 1 1 ， 实现手动脱锭 ， 而不会耽误生产 。为了保证连 铸生产的顺行 ， 同时尽可能地减少成本费用， 我们设计 了如下的液压控制回路， 其中液压锁9 的作用主要是为 了防止 自动脱引锭时， 油路反窜， 导致系统失压。改造 后的事故备用液压系统 ， 原理图如图2 所示 。 4 结束语 改造后的脱引锭液压 系统 ， 可 以保证在紧急情况 下， 监护人员在机旁实现手动脱引锭的动作要求， 保证 了连铸生产的顺利进行。 参考文献 [ 1 】 金洪廉． 板坯连铸机驱动装置的设计及研究【 J 】 ． 冶金设备管 理与维修， 2 0 0 7 ， 1 ． [ 2 】 冯先锋． 板坯连铸机 中自动脱引锭装置设计[ J ] ． 江苏冶金， 2 0 0 2 ， 7 ． 『 3 13 杨云． 板坯连铸机引锭杆跟踪不到位的分析及解决方法I J 】 ． 南方金属， 2 0 0 7 ， 2 ． 【 4 ] 向忠辉． 连铸机结晶器振动液压系统优化设计[ J ] ． 液压气动 与密封， 2 0 1 2 ， 1 1 ． [ 5 】 姜继海． 液压与气体传动【 M 】 ． 北京 高等教育出版社， 2 0 0 6 ． [ 6 】 周土昌． 液压系统设计图集[ M ] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 3 ． [ 7 】 雷天觉． 新编液压工程手册【 M】 ． 北京 北京理工大学出版社， 】 9 98． 低 ， 最大真空度逐渐减弱， 直到降为零。 3 随着进 口压力的增大 ， 耗气量近似线性增大 ； 但随着出口压力的增大 ， 耗气量基本保持不变。 4 仿真计算与实验结果基本一致， 说明仿真计算 模型是正确的。 参考文献 [ 1 ]1 潘孝斌， 等． 双活塞缸式气动真空发生器的改进设计及试验 研究[ J ] ． 液压气动与密封， 2 0 0 8 ， 2 5 - 2 8 ． 【 2 ] 刘黎阳， 等． 真空发生器在 自动化设备上的应用[ J 】 ． 机械工程 师， 2 0 0 9 ， 1 1 4 2 - 1 4 3 ． 【 3 】 滕燕， 等． 流量 自调式射流真空发生器[ J ] ． 机械工程学报， 2 0 0 8 ， 4 4 9 2 4 1 2 4 7 [ 4 ] 郑欣荣， 等． 真空发生器结构参数与性能参数关系研究【 J 】 ． 真 空， 2 0 0 5 ， 4 2 5 1 3 - 1 6 ． [ 5 】 徐文灿． 真空发生器内的的流态及其性能分析[ J ] ． 液压与气 动， 1 9 9 5 ， 5 8 - 1 2 ． 【 6 】 陈忠敏， 等． M A WJ 喷嘴流场数值仿真及磨损预估研究【 J 】 _ 液 压气动与密封， 2 0 1 3 ， 5 l 0 一 l 4 ． 【 7 ] A m e l H ． ， e t a 1 ． C F D A n a l y s i s o f a S u p e r s o n i c A i r E j e c t o r ． P a r t I Ex p e r i me n t al Vali d a t i o n o f S i n g l e P h a s e a n d T w o P h a s e O p e r a t i o n [ J ] ．A P P l i e d T h e r m al E n g i n e e ri n g ，2 0 0 9 ， 2 9 1 5 2 3 1 5 31