炉门升降液压回路故障分析与改进.pdf

2 0 1 4年 1 0月 第 4 2卷 第 2 O期 机床与液压 MACHI NE TOOL I - I 5 DRAUL I CS 0c t ． 2 01 4 V0 1 ． 4 2 No ． 2 0 1 O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 4 ． 2 0 ． 0 5 4 炉门升降液压回路故障分析与改进 李宇林 中冶赛迪工程技术股份有限公司流体系统部，重庆 4 0 1 1 2 2 摘要对某厂加热炉炉门升降故障进行分析，提出和实施了液压回路改进方案，取得了良好效果。 关键词 炉门升降故障；液压回路 ；停位冲击 ；改进 中图分类号T G 3 0 7 文献标识码B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 2 01 7 21 某热连轧厂板坯加热炉投产后，炉门下降速度不 可调节并存在振动，炉门在下极限位停止时冲击很 大 ，经常造成软管爆裂漏油、炉门机构损坏 ，严重影 响生产 。 1 原有液压回路动作分析 炉门机构简图及原有升降液压 回路如图 1 所示， 炉门通过链条与升降缸活塞杆相连，炉门上下极限 停止位由行程开关检测。 图 1 炉门机构简图及原有升降液压回路 当换 向阀 2 a得 电，压力油经过单 向节流阀 3 、 单向阀4和平衡阀 6自由流人升降缸有杆腔 ，无杆腔 液压油通过单向节流阀3和换向阀 2回到油箱。当有 杆腔压力能克服炉门重力时，升降缸缩 回， 炉 门上 升。当换向阀2 b得电，压力油通过单 向节流阀3进 人升降缸无杆腔，此时平衡阀 6 仍锁住 ，有杆腔油压 力与炉门重力平衡 ，炉门不动作。当无杆腔压力 P 达到2 MP a 时，平衡阀 6预开启 ，当P 。 从 2 MP a逐 渐增 大至 5 MP a时 ，平衡 阀 6逐 步开启 直 至完 全 打 开。此时有杆腔卸压 ，液压油通过单向阀 5流向换向 阀2的 P口，构成差动回路 ，升降缸活塞杆伸出，炉 门下 降。 2 故障原 因分析 炉门上 升时，升降 缸拉 动炉 门缩 回，回油侧 无杆腔由单向节流阀3进行节流调速，故其运动 过程较平稳 。 炉门下降时 ，炉门拉动升降缸伸出，是典型的负 值负载，整个液压差动回路中没有速度调节元件，单 向节流阀3起单向阀功能。在炉门下降过程中，如系 统流量足够 ，无杆腔压力大于平衡阀 6开启压 力 ，下 降速度就只取决于阀和管路的通流能力；如系统流量 不足 ，可能会出现无杆腔失压导致平衡阀6 关闭，然 后无杆腔建压，平衡阀又开启的情况，这时炉门会振 荡下行 ，严重影 响设备和生产安全 。 炉门下降到下极限位时，行程开关发讯，换向阀 2 a ／ b失电，阀切换至中位 ，升降缸无杆腔迅速失压， 平衡阀6快速关闭，有杆腔油液由于负载拖动和惯性 作用 引起活塞伸 出而造成压力急剧上升 ，产生压力冲 击。另外，炉门为链条悬挂，在快速停止时炉门会上 下振荡 ，从而加剧破坏效果 。 3改进后液压回路 ’ 针对以上问题，通过比对分析，实施了如下改进 方案 在液压控制 回路 中取消换向阀 2和单向节 流阀 3 ，增加比例换向阀；炉门增加一个减速位行程开关。 这样 ，通过改变比例换向阀的指令信号来调节阀 口开度，就可以任意调节炉门升降速度。在炉门下降 下转第 1 3 4页 收稿 日期 2 0 1 31 2 0 9 作者简介李宇林 1 9 7 4 一 ，学士，高级工程师 ， 从事冶金工业领域流体传动与控制系统的研究及应用。E m a i l y u l i n ． 1 i e i s d i ． e o m． c n 。 1 3 4 机床与液压 第 4 2卷 重时不但影响机床正常使用，还会使镗轴、空心轴 成套报废，造成重大损失。 镗轴 空心轴隔圈轴承 螺母 齿轮 齿轮隔套 齿轮螺母 ＼ ／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／、 | r _’、 、‘ -．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．． ．． ．．．．．．．．．．．．．．． _ ／ Y／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／／A 图7 镗轴结构示意图 3 立柱正 、侧 向与 床 身导 轨 面 的垂 直度 。首 先调整机床床身水平在标准要求内，然后以床身导轨 为基准，检查镗轴垂直方向直线度情况。如果直线度 数值大，说明立柱出现垂直方向倾斜。通常采用测准 数据后，用高精度镗床对立柱底面进行车削，使立柱 垂直方向倾斜达到要求，保证镗轴垂直方向直线度达 到要求。 立柱与床身偏斜后，使镗轴水平方向侧母线出现 偏移 。解决 办法 松开立 柱 固定 螺 钉 ，拆 出定位 销 ， 将立柱校正，移动工作台拖板检查镗轴侧母线直线度 在 0 ． 0 2 m m内，重配定位销，压紧固定螺钉。如此 来校正镗轴水平方向侧母线的直线度。 4 主轴箱与立柱的装配精度。检查 中若发现 主轴箱压板 与 立柱 导轨 面 配合 间 隙过 大 ，则拆 下压 板，根据实测数据进行配磨；然后用塞尺检查，保证 立柱与主轴箱压板间隙在 0 ． 0 3 m m以内，摇手柄检 查主轴箱上、下移动灵活自如，确保镗轴水平方向直 线度误差。 3 ． 2工作 台移动的直线度误差 重新配铲床身导轨侧面与下拖板接触面处镶条， 涂色检查镶条与床身导轨面的接触面积，要求不少于 8 5 ％；用塞尺检查 ，保证镶条与床身导轨面的间隙在 0 ． 0 2～ 0 ． 0 4 m m内，消除因二者配合间隙过大 ，造成 工作台下拖板左、右摆动，镗孔出现倒锥度情况。如 果镶条磨损严重，已经没有调整余量，则重新更换镶 条、配铲镶条接触面，保证其接触面积和配合间隙要 求，确保工作台移动的直线度要求，这样就能消除镗 孔 出现倒锥孔情况 。 4结束语 在使用卧式镗床过程中，机床加工零件出现倒锥 度现象时，应先对机床各项精度进行复检 ，检测出各 项精度的准确数据，然后使用上述方法逐一消除，并 镗孔验证孔径是否达到图纸要求，使机床恢复出厂时 的精度 ，确保机床的正常使用。上述方法通过实际验 证 ，效果显著，具有较强的指导意义，可推广到同类 型的刨台式铣镗床、落地式镗铣镗床上，也可用于新 机床的装配调试，从源头避免该类问题的发生。 参考文献 [ 1 ] 戴曙． 金属切削机床[ M] ． 北京 机械工业出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 2 ]濮良贵， 纪名刚． 机械设计[ M] ． 北京 高等教育出版社 ， 2 0 o 6 ． [ 3 ]焦士仲． 金属切削原理 [ M] ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 9 1 ． [ 4 ] 韩秋实， 王红军． 机械制造技术基础 [ M] ． 北京 机械工 、 I 出版社 ， 1 9 9 1 ． 上接第 1 7 2页 至减速位时，减小比例换向阀指令信号，使阀口开度 变小，从而使炉门下降速度降至合理值，直至炉门在 下极限位平稳停止。改进后液压回路如图2 所示。 上极限位 减 速 位 下极 限 位 图2 改进后液压回路 4 结束语 实施改进方案后，炉门在下降过程中保持平稳， 速度可调 ，消除了下降停位时的压力冲击和炉门振 动。这说明设计液压回路，必须掌握控制对象工艺 动作要求、机构结构、负载形式等，才能做到回路合 理 、功能完善 。 参考文献 [ 1 ] 雷天觉． 新编液压工程手册[ M ] ． 北京 北京理工大学出 版社 ， 1 9 9 8 ．