电炉液压系统压力异常故障分析与处理.pdf

使用与维护 第2 9 卷2 0 1 1 年第1 期 总第 1 5 1 期 电炉液压系统压力异常故障分析与处理 陈胜梁建华 宝钢股份 不锈钢事业部上海2 0 0 4 3 1 摘要介绍了电炉电极升降、 炉子倾动、 炉盖提升及旋转等液压系统典型的设备故障， 阐述了压力检测是 液压系统故障分析的重要手段， 为快速解决系统故障提供有效保证。 关键词 电炉 液压系统 压力检测 故障分析与处理 1 简介 电炉 的主要机械设备 由炉体金属构件 、 电极 夹持器 、 电极升降装置、 炉体倾动装置、 炉盖提升 和旋转装置等组成。不锈钢事业部 2 台电炉均为 德国 D E MA G公 司设计制造 ， 其电极升 降 、 炉盖提 升、 炉子倾动及炉盖旋转等设备动作均采用液压 控制 ， 由于电极提升 、 炉盖提升及炉子倾动时系统 需要流量较大 ， 因此设计考虑使用蓄能器组进行 流量补充 ， 其泵站及 蓄能器站原理图如图 1 所示。 系统使用 R e x r o t h 公司A 4 V S O1 2 5 D R系列恒压变量 泵 2 台 ， 工作压力 1 8 MP a ， 工作模式为开～备一。 图 1 泵站及蓄能器站原理 2 故障现象及原 因分析 该 系统 自2 0 0 4年 4月投用 以来一 直 比较 平 稳 ， 但 2 0 0 9 年 9 月以后发生 了在电极 、 炉盖提升及 炉子倾动过程中， 当系统需要流量较大时， 系统压 力下降过快且恢复较慢。正常提升炉盖后只需几 十秒压力即可恢复， 但现在需要二十几分钟， 严重 影响生产节奏 。 1 泵出 口溢流阀内泄量过大或 阀芯卡死 ， 泵 始终处于卸荷状态 。2 台泵分别工作时均出现故 障现象， 且工作时溢流阀回油管路温度正常， 故可 排出此原因。 2 蓄能器站蓄能器氮气罐或平衡阀、 溢流 阀 及平衡阀等存在泄漏， 导致工作时蓄能器充液量 不足或蓄能器回路泄漏。现场测试当蓄能器回路 压力充至 1 8 MP a 时， 将 蓄能器进 出口阀关闭 ， 使其 与系统断开 ， 此时蓄能器 回路能够保持压力不变 ， 故可排除此原因。 3 液压油被污染、 油液变质， 引起酸值升高、 黏度增加， 系统响应速度降低。经过对油液取样 检测 ， 各项理化性能指数及清洁度等级均在指标 范围内， 故可排除此原因。 4 油缸 内泄 ， 进油腔与 回油腔连通 ， 造成卸 压。当系统停止工作时 ， 活塞杆能够在任意位置 保持长时间不移动 ， 说 明油缸内泄漏可能性较小 ， 故可排除此原因。 5 泵 出 口至各 阀台问发生 内泄漏或 阀块进 油 口与 回油 口穿 孔 ， 造 成进 、 回油连通 ， 系 统卸 荷 。经过现场测试 ， 当泵停止 ， 蓄能器与系统各 回 路连通时， 压力保持不变， 故可排除此原因。 通过 以上分析 ， 基本可 以判 定造成 系统压力 失 常的主要原 因是 当系统需 要大流量输 出时 ， 系 统的供油量不足， 即泵与蓄能器共同向系统供油 时出现异常 ， 导致 系统压力下降较快 、 恢复较慢 ， 具体故障原因需要通过现场试验进行验证。 3 现场试验 1 对 1 号泵进行试验 ， 首先 手动关 闭蓄能器 进油阀V 1 ， 打开蓄能器放油阀V 2 ， 待其压力降至 1 6 ． 5 MP a 时关闭放油 阀V 2 ， 其次开启 1 号泵 ， 设定 泵出口压力为 1 8 MP a ， 然后打开蓄能器进油阀Vl ， 压力测量结果如图2 所示 。由图可见在蓄能器进 油阀打开 瞬时泵 出 口压力 降至 1 6 ． 5 MP a ， 但 经过 1 5 0 s 后压力仍无 明显升高 ， 现场发现泵 的斜盘倾 角在零位附件 ， 泵排量不增大 ， 且压力恢 复较慢 ， 说明l 号泵变量机构存在问题。 2 对 2 号泵进行 同样试验 ， 压力测量结果如 图3 所示 。由图可见进油阀打开 瞬时泵出 口压力 一 2l一 第2 9 卷2 0 1 1 年第 1 期 总第 1 5 1 期 使用与维护 无明显变化 ， 蓄能器压力上升缓慢 ， 现场发现泵的 斜盘倾角在零位附近 ， 流量输出较小 ， 说 明泵出口 与蓄能器进 口问压差过大 ， 影响油泵响应速度 ， 可 能泵出口过滤器堵塞或平衡阀卡阻。 加5 2 0 6 l l ⋯ 8 5 l 8 5 1 7 5 1 7 6 5 l ． ’ 铺 一 ● 、 ～ ～ ⋯ 2 5 7 5 1 2 5 1 7 5 2 2 5 图2 1 号泵开启时泵出口与蓄能器进口压力测量 图3 号泵开启时泵出口与蓄能器进口压力测量 4 故障处理 故 障原 因确定 后 ， 更换 1 号泵变量机构控制 阀， 重新调整泵参数 ， 并更换2 台泵出口压力油过 滤器滤芯 ， 发现2 号泵出IS I 压力过滤器滤芯堵塞严 重， 过滤器压差报警故障， 另外调整2 号泵出口平 衡阀参数。处理后采用上述同样的方法对 1 号泵 进行试验 如图4 所示 。 系统正常工作时对2 台泵的出口及蓄能器进 口压力进行测量 结果分别如图 5 、 图6 所示 。由 ．此 可见泵 出 口压力 及蓄能器进 口压 力变化相一 致， 且根据系统工作时不同流量需求响应速度明 显提升 ， 系统恢复正常工作。 一 2 2一 【 【 J州 【 8 m8 4 I J l曲 6t t n I i ▲ L ▲L ▲ l i U L llI Il 脚 III l II I I l I 7 8 1 7 8 ’ ’ l 7 丑7 2 I 6 日 6 6 } ‘ 。 u 0 I J 3 7 5 9 硒 3 7 曲 1 6 5 图4 处理后 1 号泵出口与蓄能器进口压力测量 位0 O I 8 8 1 8 ； i i ； 1 7 6 1 7 6 ；l i i - ～ l 一 ’ l 6 4 1 6 4 l 对 l1 I 5 2 1 5 2一 V I ． d f n ⋯0 ．0 9 8 0 ．2 9 4 0 ．4 9 0 0 ．6 8 6 0 ． 8 8 2 1 0 E 图5 工作时1 号泵出口与蓄能器进口压力测量 图6 工作时2 号泵出口与蓄能器进口压力测量 5 结束语 随着液压控制技术的不断发 展与应用 ， 压力 作为液压控制系统一项重要参数 ， 在排查系统故 障时发挥着及其重要的作用。 、 通过对系统不同位 置的压力检测对 比， 可 以帮助维护人员快速查找 故障原因， 提升液压系统故障解决的速度。 2 o l o 一 0 5 2 1 收稿