63MN油压机提升缸液压回路的设计改进.pdf

冶 金 动 力 ME T ALL 删} Gl CAL P O W E R 2 0 1 6年第 1 期 总 第1 9 1 期 6 3 MN油压机提升缸液压回路的设计改进 吴会超，陈 芳，耿培涛，胡晓丽 马鞍山钢铁股份有限公司车轮公司， 安徽马鞍山2 4 3 0 0 0 【 摘要1介绍了大型油压机提升缸液压回路的工作原理， 分析了其存在的问题， 并提出了改进方案， 有效 解决了大流量高压力油压机液压系统冲击大对安全溢流系统的损坏问题。 【 关键词】 油压机； 液压系统 ； 改进 【 中图分类号】 T H 1 3 7 ． 7 【 文献标识码】B 【 文章编号】1 0 0 6 6 7 6 4 2 0 1 6 o l 一 0 0 6 8 0 3 De s i g n I mp r o v e me n t o f Hy d r a u l i c Ci r c u i t i n t h e Pu l l u p Cy l i n d e r 0 f 6 3 MN Hy d r a u l i c P r e s s WU Hu i c h a o ，C HE N F a n g ，GE NG P e i t a o ，Hu Xi a o l i e Wh e e l C o m p a n y o f Ma a n s h an I r o n S t e e l C o ． ， L t d ． ，Ma a n s h an, An h u i 2 4 3 0 0 0 ,C h i n a 【 A b s t r a c t 】T h e w o r k p r i n c i p le o f h y d r a u l ic c i r c u i t i n t h e p u U - u p c y li n d e r o f l a r g e h y d r a u l i c p r e s s wa s i n t r o d u c e d ，e x i s t i n g p r o b l e ms ana l y z e d a n d an i mp r o v e me n t p r o g r a m wa s p u t f o r wa r d ，wh i c h e ff e c t i v e l y s o l v e d t h e p r o b l e m o f d am a g e t o t h e s a f e o v e r fl o w s y s t e m b y e x e c s s i v e i mp a c t o f the h y d r a u l i c s y s t e m o f b i g fl o w h i g h p r e s s u r e p r e s s ． 【 K e y w o r d s 】 h y d r a u l i c p r e s s ； h y d r a u li c s y s t e m ； i m p r o v e m e n t 1 前言 某公司 2 0 0 8年投产 的车轮轧制线是 由 3台油 压机和 1台轧机组成的全 自动车轮轧制生产线。 6 3 M N油压机是其四大机组之一 ， 主要由主缸 、 提升 缸、 上横梁， 侧立柱， 下横梁组成， 主缸为柱塞式运动 油缸 ， 油缸的柱塞固定在上横梁内， 缸体活动于机架 的上横梁与下横梁之间。 提升缸为柱塞式运动油缸， 缸体安装在侧立柱内， 柱塞与主缸的两侧相连， 起支 撑主缸的作用， 同时带动主缸做上下往复运动 ， 当两 侧提升缸内液压油卸荷的时候，主缸缸体依靠其自 重往下降落； 当向两侧提升缸供人高压油时， 主缸缸 体在提升缸推力作用下往上运动。 2 提升缸原液压词路的工作原理 系统工作原理如图 1 所示。该系统的工作压力 为 3 5 0 0 0 k P a ， 主油箱为压力油箱 充气压力为 4 0 0 k P a ， 为了及时补充液压油和避免产生液压冲击， 在 油压机顶部增加了缓冲罐 ， 缓冲罐进口P F 1 与主油 箱相连 。主回路泵组共有 8台泵 ， P l P 8为定量泵。 在主缸接触钢坯开始压制时 ，通过 8台泵加载阀的 通断控制泵投入系统的数量， 进行流量调节， 适应压 制过程中的速度变化要求。 主缸缸体运动分为快速下降， 加压 1 ， 加压 2 ， 快 速提升， 慢速提升五个阶段 1 快速下降， WV 8 0 处 于失电状态 ，充液 阀 P F V1 打开 ， P I P 1 0主泵的供 油及顶部缓冲油箱的油以4 0 0 k P a 低压油通过 P R 2 口和充液 阀 P F V1进入主缸 ，同时 电磁 阀 WV 8 2 、 WV 8 5 ． 1 、 WV 8 5 ． 2失电， 提升缸内的油液通过打开的 插装 阀 L V 8 2 快速阀 D N 8 0 ， L V 8 5 ． 1 ， L V 8 5 ． 2泄回 压力油箱， 这样主缸在自 重的作用下实现快速下降。 2 当主缸下压到预先设定的位置 ， 接触钢坯后 ， 充 液阀 WV8 0得 电， 充液阀 P F V1 关闭， 压力油经压力 油人 口阀 L V8 0后 ， 经 P R 2口进人主缸开始加压 ， 两 侧回程缸的回油分别经 L V 8 4 慢速阀 D N 4 0 、 L V 8 5 ． 1 和 L V8 5 ． 2回压力油箱 ， 主缸实现压力向下。系统 根据位移传感器的行程反馈及预先设定位置参数， 通过控制主缸 P 1 ～ P 8泵 的溢流 阀的通 断来实现 2 级压力向下动作。 3 主缸 回程时 ， WV 8 1 失电， 回程 人 口阀 L V 8 1开启 ， 压力油经 L V 8 1 、 R 8 0 ， 进入 回程 缸工作腔， 同时 WV 8 0 失电， 相应的插装阀L V S 0关 闭， 充液阀 P F V 1开启 ， 回油通过充液阀回顶部缓冲 油箱后到达主油箱 。通过在回程中投入泵的多少来 实现主缸的快速提升和慢速提升。 油压机在实际运行时， 尤其在加压过程中， 由于 设备的长期运行，阀口的自然磨损及阀响应速度的 2 0 1 6年第 1 期 总 第1 9 1期 冶 金 动 力 ME T A L L U R G I C A L P O WE R 6 9 图 1 改进前提升缸液压 回路原理图 快慢等多种因素， L V 8 1 阀时常会有高压油进入， 提 裂、 阀口磨损等失效。 通过分析发现系统在提升缸回 升缸压力峰值常会超过 3 1 5 0 0 k P a ，这时回路中原 路上设计了4个安全溢流阀，溢流阀的通径为 3 0 ， 先设计的4 个安全溢流阀将起到安全卸荷的作用。 工作压力为 3 1 5 0 0 k P a ，通过对提升缸压力的测量 3 典型故障分析 发现，在主缸运动过程中提升缸有时的压力峰值会 在正常的生产过程中，主缸是通过位移传感器 超过 3 1 5 0 0 k P a ， 此时该溢流系统发挥作用， 但是阀 来检测其实际位置的， 主缸一旦出现下溜， 主缸原点 口频繁的开启将造成溢流阀的损坏，大大减少了使 位置相继丢失， 此时将无法实现全 自 动轧制， 被迫停 用寿命。 溢流阀出现故障时， 不管主缸停在什么位置 机检查 ，该故障 9 0 ％是由于安全溢流阀 D B 8 0 ． 1 都导致提升缸内油液的泄漏， 从而出现溜缸现象。 一 D B 8 0 ．4垫片损坏及阀自身频繁开启导致弹簧断4 改进后液压回路的工作原理 图 2 改进后提 升缸液压回路原理图 针对以上问题， 对液压回路做了改进设计， 将原 来的 4个 D N 3 0并联在 回路中直动式溢流阀全部取 消 ， 利用 D N 6小通径 的溢流阀和 D N8 0的插装阀相 互结合实现整个系统的安全卸荷。当提升缸回路压 力油达到峰值时，先导式溢流阀进行小流量的卸荷 后带动插装阀阀芯实现大流量的卸荷 ，在冲击较大 7 0 冶 金 动 力 ME T AL LU RGI CAL P OWER 2 0 1 6年第 1 期 总 第1 9 1 期 的大型油压机液压系统中起到了很好的效果 。 5结论 改进后的液压回路 ， 大大降低 了主缸卞溜、 原点 丢失故障的发生 ， 使得系统性能更加稳定。 对于震动 较大 ， 液压冲击剧烈的大型油压机来说 ， 提高了安全 阀的使用寿命， 使得安全回路设计的更加合理， 有效 的减小了液压冲击对阀体的有害作用，通过提高了 提升缸液压回路的可靠性。用小流量的先导溢流阀 来实现大流量的插装阀的开启控制 ，找到了在高压 状态下直动式溢流阀阀芯频繁开启使用的一条新思 路 。 【参 考 文 献 】 【 l 】 刘青荣 等． 液压传动【 M ] ．北京 冶金工业出版社， 1 9 9 9 ． 上接第6 4 页 和原定常助吹的人包喷溅问题， 比原 定常助吹阀系统更能扰动气力输送速度场、 压力场， 强力疏散堆积的物料堆， 有效防止堵料， 助吹性能更 为优越t 4 ] 。 4 经济效益分析 铁水脱硫实现脱硫粉剂最佳配比，良好的混合 性能、稳定输送性能是铁水脱硫工艺发展的关键嘲 。 通过本物料泵送系统可提 高脱硫剂单位 时间加入 量， K R脱硫剂 5 ～ 7 k g ／ t 钢，输送石灰粉时间 7 ～ 9 m in ，同样条件下减少加脱硫剂时间4 m i n以上， 且 减少铁水温降， 有巨大经济效益。 5 结语 实践证明， 与圆喷管相比， 渡瓣喷管可使引射系 统的引射能力和混合效率得到显著改善嘲 。 和同行业 比较， 该输粉系统设备和工艺具有国内先进水平 ， 采 用改进的设备方案后，输粉速度和固气比都有了明 显的提高，输粉效率提高 1 倍以上，提高了脱硫效 [ 2 】雷秀． 液压与气压传动[ M ] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 5 ． 【 3 】吴会超 ． 3 1 ． 5 MN油压机冲孔液压系统的实现田． 液压与气动 ， 2 01 0 ． 【 4 ]张利平．液压传 动系统及设计[ M] ．北京 化学工业出版社 ， 2 0 0 5 ． 【 5 ]成大先 机械设计手册[ M] ． 北京 化学工业 出版社 ， 2 0 0 0 ． [ 6 ]王益群 ． 液压工程师技术手册【 M】 ．北京 化学工业出版社 ， 2 0 1 0 ． 【 7 】 官忠范． 液压传动系统【 ． 北京 机械工业出版社， 2 0 1 1 ． [ 8 ]杨培元． 液压系统设计简 明手册[ M】 ．北京 机械工业出版社 ， 2 01 1 ． [ 9 】耿培涛． 大型油压机系统平稳换 向的实现叨． 液压与气动 ， 2 0 0 6 ． 收稿 日期 2 0 1 5 1 1 0 5 作者简介 吴会超 1 9 8 3 一 ， 男 ， 2 0 0 4年毕业于安徽工业大学 机械设 计制造及其 自 动化专业 ， 工程师， 现主要从事设备管理及维护方面技 术工作 。 率 ， 同时解决 了脱硫过程中的喷溅 问题 ， 使脱硫环境 得到较大改善。本文研究结果对设计和使用浓相输 粉系统均具有极强的指导意义和参考价值。 【参 考 文 献 】 [ 1 ]田晓凡， 黄生权， 王海兵等． 攀成钢 K R法铁水预处理工艺实践 【 C 】 ． 2 0 1 1 年中南 泛珠三角十一省 区 炼钢、 连铸学术年会论文 集 ， 2 o 1 1 1 2 4 3 ． 【 2 】周国琪． 流态化气力输 送的设计与应用们．化肥设计 ， 1 9 9 8 1 2 2 ． [ 3 ]3 张焱． 波瓣喷管引射机理及应用研究【 D ] ． 哈尔滨工程大学硕士 学位论文 ， 2 0 1 3 3 _ 4 ， 1 3 ， 2 9 ． [ 4 】 罗振才． 炼钢机械 订版 】 ． 北京 冶金工业出版社， 1 9 8 9 ． f 5 】 侯祥松， 单宇． 铁水脱硫粉剂喷吹罐的工作原理和性能分析叨． 钢铁技术 ， 2 O L O 3 1 5 ． [ 6 ] 张靖周， 享立国， 高潮． 波瓣喷管引射系统的初步实验研究 ． 航 空学报 ， 1 9 9 4 ， 1 5 1 2 1 5 1 4 ． 收稿 日期 2 0 1 5 1 1 1 0 作者简介 李付 勇 1 9 7 9一 ， 男 ， 毕业于东北大学机械工程与 自动化 学院机电一体化专业， 本科学历 ， 工程师， 现从事冶金设备管理与维 修工作。 上接第6 7 页 能源使用成本也极低。 在节能验收期 间，共抽气 2 6 9炉 ，抽气钢产量 l 1 4 1 5 t ，消耗 电 2 7 2 0 9 k W h ，消耗压缩空气 8 3 2 0 m ，消耗氮气 3 I 6 8 m 。 ，能耗共 l 0 I 3 1 t c e ，实际工序能耗 0 ．9 0 k g c e ／ t ， 节能率高达 9 7 ％以上 ， 吨钢能源成， 拉仅为 1 ． 9 元 ／ t ， 年经济效益可达 1 2 0 0 余万元。 4结论 宝钢特钢以合同能源管理模式实施机械真空节 能改造 ， 取得了良好的节能效果 ， 有效降低了能源使 用成本， 提高了产品竞争力， 也用实践证明机械真空 技术节能降本优势明显，是一项革命性的节能新技 术， 且在技术性能上随着机械泵大型化及变频技术 的发展应用，可实现真空度精确控制，设备维护量 小 ， 可随时启停 ， 特别是在钢水脱氢方面明显优于蒸 汽喷肿泵。 [参 考 文 献 】 [ 1 】 笛贵民， 郝宏伟 等． V D ／ V O D炉用的新型机械真空泵系统们． 工 业加热 ， 2 0 1 3 0 5 ． [ 2 】玛立华 ， 胡兵 等．机械 真空泵装置在 I l l t 精炼 中的应用实践册． 重钢技术 ， 2 o 1 4 ． 收稿 日 期 2 o 1 5 一l O 一0 8 作者简介 张辉 1 9 8 4一 ， 男 ， 2 0 0 6年毕业于上海理工大学热能与动 力工程专业， 工程师， 现从事能源管理工作。