步进式翻转冷床液压系统故障分析与处理.pdf

液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 3年 第 0 4期 步进式翻转冷床液压系统故障分析与处理 焦 莉 四川机电职业技术学院， 四川 攀枝花6 1 7 0 0 0 摘要 某厂方圆坯步进式翻转冷床在线运行时 ， 由于设计不合理 ， 出现升降动作不 同步 、 整体运行 时间达不到设计拉速要求的缺陷。该 文针对这种情况， 对该系统进行改造 ， 解决了存在 的问题 ， 从而减少备件 、 油 品消耗 、 确保了设备在线的正常运行和设计拉速的实现 ， 使设 备 的故障率得到了控制。 关键 词 步进式翻转冷床 ； 液压系统 ； 运行时间 ； 故障 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 4 0 0 6 4 0 3 F a u l t Ana l y s i s a nd Pr o c e s s i ng o f S t e p Ty p e Ti l t i n g Co o l i n g Be d Hyd r a u l i c S y s t e m J I A0 L S i c h u a n E l e c t r o me c h a n i c a l I n s t i t u t e o f V o c a t i o n a n d T e c h n o l o g y ， P a n z h i h u a 6 1 7 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t A r o u n d b i l l e t s t e p t y p e t i l t i n g c o o l i n g b e d o n- l i n e o p e r a t i o n ， d u e t o t h e u n r e a s o n a b l e d e s i g n ， a p p e a r a n c e o f l i f t i n g a c t i o n i s n o t s y n c h r o n i z e d ， t h e o v e r a l l r u n n i n g t i me i s n o t u p t o the d e s i g n r e q u i r e me n t s o f the d e f e c t s o f c a s t i n g s p e e d ． T h i s a r t i c l e i n v i e w o f t h i s s i t u a t i o n ，t h e s y s t e m t r a n s f o r ma t i o n ，the p rob l e m wa s s o l v e d ， t h e r e b y r e d u c i n g the s p a r e p a r t s ，o i l c o n s u mp t i o n ， t o e n s u r e t h a t t h e e q u i p me n t o n l i n e a n d t h e n o rm a l o p e r a t i o n o f d e s i g n d r a wi n g s p e e d i s a c h i e v e d ，S O t h a t t h e f a i l u r e r a t e o f t h e e q u i p me n t c a n b e c o n t r o l l e d ． Ke y wo r d s s t e p t y p e t i l t i n g c o o l i n g b e d； h y d r a u l i c s y s t e m ； run n i n g t i me； f a u l t O 引言 某厂的步进式翻转冷床 ， 安装在出坯辊道与过跨辊 道之 间， 主要用于对方圆铸坯进行冷却 ， 能够实现对铸 坯均匀降温 ，防止由于冷却不均造成的铸坯变形现象。 而且便于后部工序中磁盘吊作业。 由于步进式翻转冷床 的原液压系统设计不合理 ，造成冷床升降动作不同步 ， 铸坯在冷却时经常出现拉斜的事故 ， 严重影响后部工序 的执行 ， 从而影响生产顺利进行。 同时， 由于步进式翻转 冷床运行时间与铸坯设计平均拉速也不匹配 ， 造成生产 节奏严重受限。介于这些问题 ， 必须对步进式翻转冷床 液压系统进行改造 ，以降低故障发生率和停机时间 ， 提 高设备的可靠性 ， 确保生产任务的顺利完成 。 1 步进式翻转冷床存在的故障 1 步进式翻转冷床液压系统原理如图 1 所示 油 液通过平衡 阀出 口油管直 接进入 4个液压 缸 的无 杆 腔． 完成液压缸的升出动作。由于冷床上 的铸坯摆放不 规则 ，导致各个 油缸受力不相同 ，油缸动作速度不一 致 ． 同步性差 ， 造成 了升降不同步 ， 从而常 出现铸坯在 收稿 日期 2 0 1 2 一l 1 2 6 作者简介 焦莉 1 9 7 4 一 ， 女 ， 河北清河人 ， 讲 师 ， 硕士 ， 主要从事机 电控制 技术方面的教学 和研究工作 。 6 4 冷床动作时跑偏的现象 。影响冷床 的正常工作和铸机 的生产节奏。由于偏载现象频繁 ， 加剧 了负载较大一方 活塞与缸体的摩擦 ，油缸使用一段时间后缸体 内部出 现严重磨损。由于油缸磨损所产生的铁屑会 随着油液 的流动进入到系统 ，造成油液污染 和加速液压元件的 磨损， 损坏几率大增 ， 甚至出现报废。 图 1 步进式翻转冷床原液压 系统图 2 步进式翻转冷 床运行 时间与铸坯设计平 均拉 速不一致， 使冷床运行时间受限， 生产节奏受到影响。 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 4 ． 2 0 1 3 3 系统温升快 ， 发热高。 2 步进式翻转冷床故障分析与处理 2 ． 1 液压缸升降不同步现象 从原设计液压系统原理来看 ．同步马达接在工作 油缸的回油路上 ， 同步精度未能得到很好地发挥。如果 将油缸两腔液压软管对换 ，使通过同步液压马达的液 压油 ， 直接进入油缸无杆腔 ， 至此同步液压 马达才真正 起到了同步的作用。再将平衡阀出 口油管与单向节流 阀出 口硬管更换 。这些改造都直接在原有液压系统 回 路上进行改造 ， 操作可行性强 ， 效果 明显。改造后 的液 压系统原理图如图 2所示。 图 2步 进 式 翻 转 冷床 改进 后 液 压 系统 图 2 ． 2运行 时 间不 能满足 主机 设计 要 求 针对这一现象 ， 对相关参数进行 了核算 ， 怀疑液压 系统 中同步液压马达规格选择不匹配所致 。冷床部分 参数如表 1 所示。 表 1 步 进 式 翻 转 冷 床 参 数 表 名称 步进冷床 结构形式 齿板台面 名义 铸坯规格 铸坯长度 最大存坯量 送坯速度 升降液压缸 工作压力 数量 移动液压缸 工作压力 数量 液压驱动，移送翻转式 l O mX l O m 2 0 02 0 0 n ， 2 0 0 m m 6 ～ 1 2 m 3 0根 2 5 3 0 s ／ 根 2 2 0 ／ 1 6 0 2 8 0 1 8 a 4个 1 6 0 ／ i i 0 4 9 0 l 6 a 2个 由于冷床平移动作 的速度 已调节到最大化 ，平移 来 回动作 的时间及 由平移动作和升降动作相互转换 中 间停顿时间共计为 1 8 s 。以下的核算主要针对升降动作 的运行时间。通过上列表格中的参数 ， 可以根据公式得 出升降油缸两个腔体的容积。 升降油缸无杆腔容积 V 无 r R2 h 1 0 ． 6 L 升降油缸有杆腔容积 V 有 R 一订r 2 h≈ 5 L 设计铸坯的最高拉速 v 2 0 m ／ m i n ， 定尺为 6 m， 则 移动一根铸坯的时间为 t , 6 2 0 3 mi n 1 8 0 s 按步进式翻转冷床设计要求 ，冷床每一个循环动 作移动一根铸坯 ，则 6流铸坯步进式翻转冷床一个循 环动作的时间为 t 2 1 8 0 6 3 0 s 除去平移动作 的 1 8 s ， 步进式翻转冷床升降动作 的 时间共为 1 2 s ， 平均升和降动作各为 6 s 。 由此可 以算出一个液压缸在 6 s 内完成升动作所需 流量为 g V 1 06 L／ mi n 目前 ， 步进式翻转冷床 同步液压马达型号为“ J R P 一 0 2 4 一 H I O N” ， 流量为 2 2 ～ 6 0 L ／ m i n 。 可以看出原步进式 翻转冷床 同步液压马达 的型号规格明显不能满足生产 需要。根据厂家提供的同步马达部分型号及参数 ， 决定 选用型号规格与设计相匹配的 “ J R P 一 0 2 4 一 S I O N” 的 同步液压马达。以达到工作要求。 2 ． 3液 压 系统温 升快 ， 系统 发 热大 原液压系统连接油管选择 的硬管规格为 3 2 x 5 ， 由于油管通径较小 ， 油液在管路中的流速较大 ， 造成液 压系统温升较高。同时硬管承受的冲击载荷较大 ， 易出 现油管裂纹 喷油的事故 。综合考虑 ， 改为 3 8 x 5的油 管。基本解决系统发热的问题 。 3 结束语 通过上述 的改造 ， 步进式翻转冷床的动作平稳 ， 运 行时间已经能达到铸机设计 的拉速要求 ，发热量也有 较大的改善。冷床出现的故障机率明显降低 ； 减少了液 压备件及油脂 的污染消耗 ．为方圆坯铸机的正常生产 提供 了可靠保障。 参 考 文 献 [ 1 ]1 盛兆顺． 设备状态监测与故障诊断技术及应用【 M】 ． 北京 化学 工业出版社 ， 2 0 0 3 ． 65 液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 3年 第 0 4期 两类再生平衡阀原理分析 韦邦州 安徽华菱汽车有限公司 ， 安徽 马鞍山2 4 3 0 6 1 摘要 通过对全程再生平衡 阀和感 应再 生平衡阀的原理分析 ， 便于解决随车起重机伸缩臂伸 出速度慢 的问题 ， 根据 现有的伸缩臂油 缸参数选用不 同的再生平衡阀对伸缩臂 伸出进行加速 ， 同时帮助国 内液压系统设计人员 了解 国外随车起重机 的发展现状和技术水平 。 关键词 流量再生 ， 平衡阀 ， 随车起重机 ， 伸缩 臂 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 4 0 0 6 6 0 2 Pr i n c i p l e An s i s o n Two Ki nd s o f Re g e ne r a t i v e ba l a n c e Va l v e WEI Ba n g- z ho u U 引 舌 使用 随车起重机 、 叉车等带有伸缩臂的设备时 ， 操 作者大多希 望臂架运动 的速度在安全 范围 内尽 可能 快 ，从而提高设备使用效率 。但油泵不可能无限制增 大 ． 而且油泵增大会使得臂架速回的速度过快。这些阀 能在需要缩短油缸伸 出时间的控制 中使用 ，同时不需 要增加油泵的流量 。除了具有再生功能 ， 对于无杆腔及 有杆腔 ． 这些阀还常常具有“ 双向平衡 ” 的功能。 1 全程再生平衡 阀 1 ． 1 工作原 理 如图 1 所示 。 当泵 的流量进入无杆腔一侧 C 2时油 缸外伸 而从图上可看到 只有当旁通阀 2先导打开 后 ， 油缸才可能外伸 ； 实际上 ， 阀 2是有杆腔一侧 的平 衡 阀 ， 由于它既有无杆 腔的压力 ， 也 有有杆腔 的压 力 ， 因此必须为完全平衡阀。在油缸外伸的过程中， 输入油 缸的总流量 Q ， 等于来 自泵的流量 Q 加上来 自油缸有 杆腔 的流量 Q ， 假定缸径为 D， 杆径为 d， 并可 以用 下 节的公式进行计算 。 1 ． 2相 关主 要公 式 输入油缸的总流量 Q 为 收稿 日期 2 0 1 3 0 2 2 0 作者简 介 韦邦州 1 9 8 5 一 ， 男 ， 安徽合肥人 ， 助理工程师 ， 本科 ， 主要从 事 随车起重机液压系统方面 的研发 、 设计和培训工作 。 图 1 全程再生平衡阀的原 理图 设 2 Q T Q P Q 而且 Q T Q p D／ d 再生流量 Q ， 或通过 阀 2的旁路流量为 Q R Q r ／ - 1 、 1 ． 3举 例计 算 1 油缸的缸径 比 2 ， 计算得 Q a Q P 再 生流量 油泵 的流量 ， 且 Q T 2 Q 总流量 油泵流量的两倍 。 对于给定的泵流量 ， 油缸外伸出的速度为非再生回路速 度 的两倍 。这样再生 回路的伸出速度与缩回速度相等。 2 油缸 的缸径 比 1 ． 5 ， 计算得 Q n 2 x o 再生 【 2 】 刘忠． 工程机械液压传动原理、 故障诊断与排除【 M】 ． 北京 机 械工业 出版社 ． 2 0 0 5 ． [ 3 】 邹家祥_ 牟 L 钢机械【 M】 ． 北京 冶金工业 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 4 ] 上海煤矿机械研究所． 液压传动设计 手册[ M] ． 上海 上海人 民 出版社 ， 1 9 7 6 ． 6 6 【 5 】 姚 成玉， 等． 液 压气动 系统疑难 故障分析 与处理 M】 ． 北京 化 学 工业 出版社 ． 2 0 1 0 ． [ 6 】 和 中浩． 液压系统设计和维修基础【 M 】 ． 重庆 重庆西南 师范大 学出版社。 1 9 9 5 ． 【 7 ] 湛从 昌． 液可靠性与故障诊 断[ M ] ． 北京 冶金工业出版社 ， 1 9 9 3 ．