铁水倾翻车液压系统故障分析与改进.pdf

技术改造与改进 第3 1 卷2 0 1 3 年第6 期 总第 1 6 8 期 铁水倾翻车液压 系统故障分析与改进 胡德军 山东钢铁股份有限公 司济南分公司检修工程公司 济南 2 5 0 1 0 1 【 摘要】 介绍了K P ． 铁水倾翻车液压系统的原理， 分析 了故障原因， 通过改进避免了故障的发生。 【 关键词】 铁水倾翻车 液压系统液控单向阀 Fa i l ur e Ana l y s i s a nd I m pr o v e m e nt o f Hy dr a ul i c Sy s t e m f o r Ho t M e t a l Ti l t i ng Ca r HU D e - j a n Ma i n t e n a n c e E n g i n e e H n g C o r p o r a t i o n o f J i n a n I r o n＆S t e e l C o ． o f S h a n d o n gI r o nS t e e l Co． ， L t d ． ， J i n a n 2 5 o l o 【 A b s t r a c t 】 P r e s e n t t h e p r i n c ip l e o f h y d r a u l i c s y s t e m f o r K R h o t m e ta l t i l t i n g c a r ， a n d a n a l y z e t h e f a i l u r e r e a s o n ． T h e f a i l u r e i s a v o i d e d t h r o u g h ma k i n g i mp r o v e me n t ． 【 K e y w o r d s ] H o t m e t a l t il t i n g c a r ， h y d r a u l i c s y s te m ， h y d r a u l i c c o n t r o l c h e c k v a l v e 0引言 K R铁水倾翻车是济钢炼钢 1 2 0 转炉区域铁水 预处理工艺环节 中的关键设备之一 ， 它 的作用是 先完成铁水 的搅拌然后进行扒渣处理 ， 在扒渣前 需要 由两个液压油缸来实现铁水罐的倾翻 。由于 负载较重 ， 所以该液压回路采用了液控单向阀与 节流 阀串联 的方法来控制油缸速度 ， 并利用液控 单向阀的锁紧性能 ， 实现铁水罐倾翻时安全定位 的 目的。 1 改进前液压系统原理 K R铁水倾翻车在倾翻铁水罐过程中必须平 稳 ， 不得溢出铁水， 因为液压系统与铁水罐同在倾 翻车上， 如果溢出铁水很容易使液压系统着火， 直 接造成生产 中断。同时要求倾翻到位时铁水罐不 得滑动 ， 需保持 1 0 mi n以上 ， 以便对铁水进行扒渣 处理 ， 处理完毕后再下降。 图 1 是改进 前 K R铁水 罐倾翻车 液压系统原 理 。由泵 1 输 出压力油进入单 向阀再 由三位 四通 电液换 向阀3 控制执行油缸 8 ， 9 。 活塞上升时电液换 向阀3的 1 D T 得 电， 压力油 经过调速阀4 、 液控单向阀6 ， 7 进入液压缸 8 ， 9 的无 杆腔 ， 同时有杆腔 回油 ， 上升过程 中可满足平稳运 行 的要求 。当铁水罐上升到停止位 时 1 D T失 电 ， 图1 原液压原理 电液换向阀3 回到中位 ， 由于中位机能为Y型， 可 使内泄产生的油能够泄回油箱 ， 因此上升转停止 时也不会抖动。 一 3 9 第3 1 卷2 0 1 3 年第6 期 总第 1 6 8 期 技术改造与改进 电液换 向阀3的2 D T 得电时 ， 压力油通过调速 阀5 进入液压缸 8 ， 9 的有杆腔， 同时液控单向阀打 开 ， 活塞下降。 原液压回路在油缸的无杆腔分别安装了液控 单向阀， 利用液控单向阀的反向锁紧功能来保证 铁水罐倾翻到位后不下滑， 同时需要反向打开时 能 够确保打开。电液换 向阀 3 选 用Y型机能的好 处是需要停止时压力油不会被立即被封闭， 也使 电液换向阀产生的内泄油能够回油箱 ， 避免停止 时产生冲击和振动； 并使换向阀处中位时液控单 向阀控制端无压力， 保证液控单向阀封牢。单向 调速阀4 ， 5 构成调速回路， 作用是使回油有一定背 压并使速度可调。电磁溢流阀1 O 用于设定系统压 力、 卸荷控制， 在扒渣处理过程液压缸不动作时将 压力油排回油箱。 2 问题描述 铁水罐下降时降时停、 振动严重 ， 经常造成 铁水外溢， 车身钢结构支架开裂 ， 生产中断。由 于铁水罐位置与液压系统紧靠， 随时有引燃该液 压系统的危险。产生这种现象的原因是液控单 向阀6 ， 7 的控制油路接在油缸有杆腔 的主油路 ， 由于铁水包的自重达 2 4 0 t ， 下落时铁水包瞬时速 度过 大 ， 有杆腔 的压力 几乎变为零 ， 从 而使液控 单向阀控制油路失压， 油缸回油路突然关闭， 下 降又突然停止。停止后有杆腔的压力又增大， 液 控单向阀又被打开， 铁水包又开始下降， 如此往 复循环 ， 产生抖动。由于自重产生的惯性冲击力 巨大， 还造成钢结构支架开裂。造成这种现象的 根本原因在于液控单向阀的控制压力就是有杆 腔的压力 ， 而有杆腔压力受铁水包 自重过大的影 响无法保持恒定 ， 从而出现这种时降时停、 抖动 严重 的现象。 3 改进方 法 故障现象发生后采取了应急措施 把油缸有 杆腔的油管拆除， 封闭有杆腔进油端口， 靠铁水包 重力实现下降， 这样暂时解决了抖动问题。但是 在运行过程中发生了一次油缸串油事故 ， 由于油 缸有杆腔油管拆除 ， 串油后压力油直接喷出着火 ， 所以这种措施也不可靠 ， 不是长久之计。 也考虑过改用单作用缸 ， 将原有杆腔主油路 4 0 ， 变为液控单向阀的控制油路。经过分析认为 虽 然这样改造起来比较容易， 不用重新设计阀块 ， 只 更换成单作用油缸即可， 但是还得考虑设备长期 在处于高温环境下运行， 随着时间的推移铁水包 支架变形可能引起运动阻力增大 ， 仅靠自重有不 能下落的风险。因此， 只能采取既能用双作用缸 又使液控单向阀能单独控制的方案。 改进后的液压系统如图2 所示 ， 两个液控单向 阀6 ， 7 的控制油路引自电液换向阀出口， 由二位四 通电磁换向阀 1 1 控制。当钢包倾翻时， 1 D T 得电， 电磁换向阀1 1 不得电。油缸下降时2 D T ， 3 D T 得 电， 控制油进入液控单向阀控制端 ， 两个液控单向 阀开启。由于控制油压不受液压缸负载变化的影 响， 液控单向阀始终有压力稳定的控制油 ， 保证了 铁水罐下降时液控单向阀始终打开直到停止 ， 保 证了下降过程主回油路的畅通。 图2 改进后的液压原理 4 结论 此项改进措施在保证原回路特点的情况下 ， 消除了铁水包下降时的频繁抖动， 避免了铁水外 溢 ， 保证了安全， 降低了成本 ， 项 目投入少、 效益 高 。 2 0 1 2 1 0 1 6 收稿