气体式蓄能器在连铸机液压系统中的应用.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N0 ． O 9 ． 2 0 1 4 d o i l O ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 。 2 0 1 4 ． 0 9 ． 0 2 0 气体式蓄能器在连铸机液压系统中的应用 方 涛 ． 何 洪 武钢股份 设备维修总厂 ， 湖北 武汉4 3 0 0 8 3 摘要 该文从 蓄能器 的结构形式 、 功能特点 、 适用场 合等方面着手 ， 对连铸机液压系统 中常见 的三种气体式 蓄能器进行 了介绍 。 关键 词 气体式 蓄能器 ； 连铸机 ； 液压 系统 ； 应用 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 4 0 9 0 0 5 3 0 3 Ap p l i c a t i o n o f Ga s Ac c u mu l a t o r i n t he Co nt i nu o u s Ca s ti ng M a c hi ne Hy d r a u l i c S y s t e m F ANG T a o ， HE Ho n g G e n e r a l E q u i p me n t Ma i n t e n a n c e a n d R e p a i r P l a n t o f WI S C 0， Wu h a n 4 3 0 0 8 3 ， C h i n a Ab s t r a c t Ac c o r d i n g t o a c c u mu l a t o r s f o r ma l s t r u c t u r e ， f e a t u r e s ， a p p l i c a t i o n s a n d o t h e r a s p e c ， t h r e e c o mmo n g a s a c c u mu l a t o r o f t h e c o n t i n u o u s c a s t i n g ma c h i n e a r e i n t r o d u c e d i n t h i s p a p e r ． Ke y wo r d s g a s a c c u mu l a t o r ； c o n t i n u o u s c a s t i n g ma c h i n e ； h y d r a u l i c s y s t e m； a p p l i c a t i o n 0 引言 连铸机液压系统设备大多在高温 、高压下长期工 作 ． 对液压系统 的运行可靠性要求很高。蓄能器作为液 压系统 常见 的液压辅助元件之一 ．根据能量平衡的原 理 ．通过各种方式使密封容器 内的液压油成为具有一 定压力能 的压力油 ．这种能量能够在液压 系统需要时 释放 出来 ．以达到补充和稳定液压系统流量和压力 的 目的。蓄能器固有的功能特点 ， 使它在保证连铸机液压 系统 的正常运行 ．保证工作稳定性 。延长设备使用寿 命 ． 提供辅助动力源 ． 降低振动和噪声等方面起到了重 要 的作用 ． 得到了广泛的应用 。 1 常见气体式蓄能器的结构和性能 连铸机液压系统中常见的气体式蓄能器可分为三 种 ， 分别为皮囊式蓄能器、 活塞式蓄能器、 隔膜式蓄能器。 1 皮囊式蓄能器 如图 1所示 ．皮囊式蓄能器主要 由壳体和皮囊 两 部分组成。皮囊内通过充气阀充入氮气 ， 壳体与皮囊之 间储存液压油。皮囊内预先充人一定压力的氮气 ， 当液 压油进入蓄能器 时 ．皮囊内的氮气的体积 随压力升高 而被压缩 。 液压油即被储存起来 。当液压系统需要液压 油时 。 蓄能器 内的液压油在气体的推动下被释放 出来。 皮囊式蓄能器通 常采用垂 直安装 ．这样能 防止皮囊 与 收 稿 日期 2 0 1 4 0 3 1 7 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 。 壳体内壁的磨损 ， 延长蓄能器的使用寿命 。皮囊式蓄能 器将油气隔离 ， 油 液不易老化 ， 并且具有反应灵敏 ， 体 积小 。重量轻等特点 。在液压系统中经常用 于储存能 量 、 稳定压力 、 减少液压泵功率 、 吸收压力 冲击 和压力 脉动的作用 ， 所以在液压系统 中应用最为广泛 。 1 一 防护罩2 一 充 气阀3 一 止动螺母4 一 壳体5 一 胶囊6 一 细菌 型周 7 一 橡 胶托环8 一 支撑环9 一 密封环 1 O 一 压环 1 1 - 阀体座 1 2 一 螺堵 图 1 皮囊式蓄能器 2 活塞式蓄能器 如图 2所示 。 活塞式蓄能器主要 由壳体 、 活塞及密 封系统组成 。气体通过充气阀充入 。 活塞作为气体密封 隔离件 ． 活塞与壳体组成 的容腔储存液压油。气体部分 预先充入一定压力 的氮气 ． 当液压油进入蓄能器时 。 蓄 能器 内的活塞将氮气的体积压缩 ．液压油即被储存起 来 当液压系统需要液压油时 。 蓄能器内的气体驱动活 塞将高压油释放 出来 。活塞式蓄能器必须垂直安装 ， 充 气阀向上 。活塞式蓄能器将油气 隔离 ， 油液不易老化 ， 并且使用寿命 长 。 容量大 ， 可靠性高 ， 供油压力稳定 等 特点 。由于活塞作为充放油的运动部件 ， 所以其动态响 5 3 1 2 3 4 5 6 7 8 9 m n 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 4年 第 0 9期 应较低 ． 在液压系统 中经常用于储存能量 ， 减少液压泵 功率等作用 。 1 一 活塞2 一 壳体3 一 充气 阍 图 2活塞式蓄能器 3 隔膜式蓄能器 如 图 3所示 ．隔膜式蓄能器 由一个钢制的密封壳 体和橡胶隔膜组成 ． 橡胶隔膜将蓄能器分为两部分 ， 一 侧通液压油 ． 另一侧充入氮气 。利用气体的可压缩性和 橡胶的伸缩性来储存 压力油 。隔膜式蓄能器可在系统 的任何位置安装 ． 可水平安装 。 也可垂直安装 。由于隔 膜式蓄能器 的橡胶隔膜设置在蓄能器壳体 的最大断面 处 ， 而且橡胶 的质量很小 ， 所 以其动态 响应非 常快 ， 经 常用于伺服系统 的进、 回油管路上 ， 但是橡胶隔膜伸缩 性有限， 所 以其容积通常较小 ， 一般为 0 ． 1 ～ 4 L 。 4 1 一 壳 体2 一 隔膜3 一 闭 合 阀座4 一 充 气 口 5 - 油 路 口 图 3 隔膜式蓄能器 2 应用实例 1 隔膜式蓄能器 如图 4所示 。 在连铸机结晶器振动液压系统中 。 振 动油缸动作频率十分快 1 4 0 H Z ／ MI N 。 为提高动态响应 和控制精度 ．在系统回油管路上分别安装 1台隔膜式 蓄能器 ． 用于吸收其工作过程中的压力冲击和脉动。当 回油蓄能器充氮压力过高或过低时 ．均不能有效 吸收 回油压力与流量的脉动 ． 将引起系统管线的谐振 ． 造成 管线 系统的异常有规律 的周期振动和冲击噪声 例如 在蓄 能器 附近 ．系统正常 时测试 振动速 度值是 0 ． 9 ～ 1 ． 2 m r r d s ．当蓄能器破损后 ．其振动速度值变为 3 ram ／ s 以上 。 2 皮囊式蓄能器 如 图 5所示 ．在连铸机大包滑动水 口液压系统 中 压力管路上设置皮囊式蓄能器 ．即可保持系统压力稳 5 4 定 ， 又可作应 急动力源 ， 保证突发事故下 ， 滑动水 口油 缸能够紧急关闭。 1 一 液压缸2 一 伺服 阀 3 一 隔膜式蓄能器4 一 截止 阀 5 一 单向阀 图 4隔膜式蓄能器在结 晶器振动液压 系统 中的应用 1 一 油缸2 一 切断 阀3 一 换 向阀4 一 卸荷阀5 一 皮囊式蓄能器 图 5 皮囊式蓄能器在连铸机滑动水 口中的应用 3 活塞式蓄能器 如图 6所示 ． 在连铸机 的液压站 内设置多 台活塞 1 一 柱塞式蓄能器2 一 氮气瓶组3 一 安全阀4 一 安全 阀 5 一 气 阀组6 一 单向阀7 一 单 向节流阀 图 6 活塞式蓄能器在连铸机液压站中的应用 Hy d r a u l i c s P n e u ma ti c s S e a l s ／ NO ． 0 9 ． 2 0 1 4 d o i l O ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 8 - 0 8 1 3 。 2 0 1 4 ． 0 9 ． 0 2 1 超高压液压密封方法探讨与应用 乔培平 陕西工业职业技术学院 机械工程系 ， 陕西 咸 阳7 1 2 0 0 0 摘要 密封对超高压液压技术 的可靠性来说起着举 足轻 重的作用 。该 文分 析了超高压密封的原理及特殊性 ． 简介 了超高压密封件 的 材料 及选用原则 ， 重点介绍 了液压泵 、 液 压缸 、 管路系统各种接头 以及 控制阀工艺孑 L 口的几 种典型密封结构 ， 密封件形式 、 材料 以及压 力使用范 围。为超 高压液压设备 密封的设 计以及选用提供依据和参考 。 关键词 超高压密封 ； 密 封结 构 ； 液压泵 ； 液压缸 ； 管接头 中图分类号 T B 4 2 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 9 0 0 5 5 0 3 Di s c us s e d a nd Ap p l i c a t i o n o f S u p e r Hi g h Pr e s s ur e Hyd r a u l i c S e a l M e t h od Q I A0 P e i - p i n g S h a a n x i I n d u s t r i a l Vo c a t i o n a l a n d T e c h n i c a l C o l l e g e o f Me c h a n i c a l E n g i n e e r i n g ， X i a n y a n g 7 1 2 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t S e a l f o r t h e r e l i a b i l i t y o f t h e s u p e r h i g h p r e s s u r e h y d r a u l i c t e c h n o l o g y p l a y s a n i mp o r t a n t r o l e ． T h i s p a p e r a n a l y z e s t h e p r i n c i p l e o f s u p e r h i s h p r e s s u r e s e a l i n g a n d p a r t i c u l a r i t y ， t h e i n t r o d u c t i o n o f t h e s u p e r h i g h p r e s s u r e s e a l ma t e ri a l s e l e c ti o n a n d the p ri n c i p l e o f h y d r a u l i c p u mp ，h y d r a u l i c c y l i n d e r ，p i p e s y s t e m i s m a i n l y i n t r o d u c e d a n d v a r i o u s j o i n t o ri fi c e v a l v e t e c h n o l o g y of s e v e r a l t y p i c a l s e a l i n g s t r u c t u r e ，s e al for m，ma t e rial a n d p r e s s u r e r a n g e ． F o r the s u p e r h i s h p r e s s u r e h y d r a u l i c e q u i p me n t p rov i d e s t h e r e f e r e n c e f o r t h e d e s i g n a n d s e l e c ti o n o f s e a l i n g a n d r e f e ren c e ． Ke y wo r d s s u p e r h i g h p r e s s u r e s e a l i n g ；s e al i n g s t r u c t u r e ；h y d r a u l i c p u m p ；h y d r a u l i c c y l i n d e r ；j o i n t O 引言 谈 到超高压 时 ． 必须与时代联系起来 ． 因为超高压 是 随着 时代不 同而不 同的 原 机械工业 部所颁 布 的 J B 8 2 4 6 6压力分级中规定 当压力 p 3 2 MP a为超高压。 而文献『 1 1 在介绍压力分级 时 ， 把压力 p 4 0 ～ 7 0 MP a为 超高压 ， p 7 0 MP a为超级高压 。而文献[ 2 】 一文 中提到 ， 收 稿 日期 2 0 1 4 0 2 1 7 作者简 介 乔培平 1 9 7 5 一 ， 男 ， 陕西咸 阳人 ， 讲师 ， 本科 ， 主要从事设备 控 制技术 、 设 备管理与维修方面 的教学和研究工作 。 当液压系统或液压机械中的压力超过 8 2 MP a时 ．通常 称为超高压的划分与定义 科学技术 总是随着时代而 进步， 人们亦应随时代的步伐看待技术问题 ， p 8 2 MP a ， 通常称为超高压压力 ， 从 时间上说 ， 可谓当前 的说法 。 目前 。 有些行业如人造金刚石六面顶压机 、 金属挤压设 备、 液压成 型机 、 粉末冶金设备 、 超高压射流切割机 和 耐压试验等方面使用 的压力通常在 1 0 0 MP a左右 ． 有 的 甚 至 在 6 0 0 MP a以上 超高压液压系统压力超高 。 流量小 ． 一般存 在两方 面情况 一方面 因压力超高 ， 故在 间隙相 同的情况下 ， 式蓄能器并配有氮气瓶组 ． 当连铸机事故停 电时 ， 利用 活塞 式蓄 能器 内储存 的压力 油驱 动事故 回转液压 马 达 ， 来实现大包 回转台的回转 。活塞式蓄能器能提供稳 定 、 可靠 的应 急动力油源 ， 保证设备在停电状况下的安 全运行 。 3 结束语 蓄能器在连铸机液压系统中的应用 还很多 ．如大 包长水 口机械手 、 扇形段液压系统、 中包快换水 口液压 系统等 ． 作为一个重要的液压辅助元件 ． 合理 的选用蓄 能器对于连铸机液压系统运行 的安全性 、 可靠性 、 经济 性都有非常重要的意义。 参考文 献 [ 1 ]1 江琳． 液压蓄能器的应用叨． 流体传 动与控制 ， 2 0 0 6 ， 6 ． [ 2 】 马雅丽， 黄志坚． 蓄能器实用技术啤 北京 化学工业出版社，2 0 0 7 ． [ 3 】 李新德， 董学琴． 浅谈蓄能器的充气[ J 】 ． 液压气动 与密封， 2 0 1 2 ， 1 1 ． [ 4 ] 成大先． 机械设计手册 第 5 卷 嗍 ． 北京 化学工业出版社， 2 0 0 8 ． [ 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 ] 雷天觉． 新编液压工程手册 北京 北京理工大学出版社， 1 9 9 8 ． 5