钢包事故回转气动系统的改造.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 0年 第 7期 钢包事故回转气动系统的改造 朱培显 f 马鞍 山钢 铁公 司 ， 安徽 马鞍 山 2 4 3 0 0 0 摘要 连铸机钢包事故回转装置是连铸设备不可缺少的配置 ， 该装置对于连铸 生产起着重要 的安全保障作用。事故回转 的驱动方式 通常有液压和气动两种 。本文分析 了某钢厂引进 的圆坯连铸机钢包事故回转装置气动系统及其不足之处 ，介绍了对其进行改造的情 况 ， 推荐了一种实用可靠的气动 回路 。 关键词 钢包回转 台； 事故回转 ； 气动马达 中图分类号 T H1 3 8 ． 7 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 0 0 7 0 0 4 8 0 3 I mp r o v e me n t o f t h e Pne uma t i c S y s t e m f o r t he La d l e Tu r r e t Ac c i d e nt Ro t a t i o n Z HU P e i x i a n f Ma a n s h a n I r o n S t e e l C o ，L t d ．Ma a n s h a n 2 4 3 0 0 0 ． C h i n a Ab s t r a c t T h e l a d l e t u r r e t a c c i d e n t r o t a t i o n e q u i p me n t i s a n i mp o r t a n t e q u i p me n t 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 ， wh i c h p l a y s a s t y r o l e f o r t h e p r o d u c t i o n o f t h e C CM． T h e d ri v e mo d e i s e i t h e r h y d r a u l i c o r p n e u ma t i c n o r ma l l y ． A p n e u ma t i c s y s t e m i s u s e d i n t h e r o u n d b l o o m CC M o f a b i g s t e e l c o mp a n y ． T h e d i s fi g u r e me n t o f t h i s s y s t e m i s a n a l y z e d a n d h o w i t i s r e f o rm e d i s d e s c ri b e d h e r e A u s e f u l a n d r e l i a b l e p n e u ma t i c s y s t e m i s i n t r o d u c e d ． Ke y W o r d s l a d l e t u r r e t ； a c c i d e n t r o t a t i o n ； p n e u ma t i c mo t o r O 引言 屡次安全事故的惨痛教训使得人们安全生产意识 越来越得到加强 ， 而在现代化的工业生产中， 设备的大 型化 、生产的规模化使安全事故有着更大的破坏性和 更为 残酷 的后 果 ． 目前 工 业生 产 的安全 保 障更 大程 度 依靠设备的可靠性 ，这一特点在连续铸钢的生产 中尤 其得到体现。在连续铸钢作业过程中， 液态的钢水从钢 水包经 中间包到结晶器和扇形段逐步冷却形成初级产 品连铸坯 ， 如果在此过程中有一个环节 出了问题 ， 收穑日期 2 0 1 O 一 2 2 O 作者简介 朱培 1 9 7 4 一 ， 男 ， 安徽砀 山人 ， 高级工程师 ， 1 9 9 7年毕业于 华东冶金学院液体传动与控制专业 ， 现从事设备技术改造工作。 一 一 - 十一 一- - 一 一 一 一 - - - - 一 -一 一 - - 合器的规格 、传递功率是按等比级数排列并已形成 国 家标准 ，而每规格偶合器在一定转速条件下所传递 的 功率随其充液量呈近似线性关系变化。在对液力偶合 器作合理匹配时极有可能要求调整偶合器充液量来调 整和控制其传递 的功率 ，因此在使用现场准确控制对 偶合器的合理充液量是十分重要的。如果充液量不足 则偶合器传递功率能力下降 ，启动过载系数变小使球 磨机启动困难或启动时间拉长导致偶合器温升快 如 果充液量过大则使偶合器启动性能变硬 ，偶合器输入 特性曲线将在非稳定工况区与电动机外特性 曲线相交 如图 8中 i 。 负载抛物线与 一 n 。 相交与 D点 而使电 动机无法正常启动稳定运行 ，对于功率配置富裕量不 4 8 生产不能够继续下去时， 都需要先把钢水包关闭， 然后 钢包回转台带着钢水包转到事故 位 ，由行车把钢包连 同剩余的钢水 吊走 ，如果此时钢包水 口机构出了故障 不能够关 闭或者钢包烧穿出现钢水外流 ，钢包转到事 故位后钢水会流到事故罐 ， 也不会造成安全事故， 这要 求此时的钢水包向事故位的回转确保成功 ，如果没能 够成功 回转 ， 钢水会流到浇铸台上 ， 造成设备和人员的 伤害。正常情况下钢包回转 台的回转都是靠电机驱动， 但当停电时 ， 或者当电动系统 出现问题时， 就要通过事 故 回转置把钢水包打到事故位 ，事故 回转装置就是保 证钢水包和连铸设备及人员安全的关键设备 。 事故 回转装置通常由液压或气动驱动 ，并配有蓄 足 的 电动 机而 言尤为 明显 。 参 考 文 献 【 1 ] 王春杰． 耦合器转速控制 系统在石灰窑尾排烟风机中的应用 『 J 1 ． 液压气动与密封，2 0 1 0 3 5 4 5 7 ． [ 2 】 许睿， 等． 现代设 计方法在液力 变矩器叶型设计 中的应用研 究[ J ] ． 液压气动与密封， 2 0 0 8 5 2 7 2 9 ． 【 3 】 张宝铧， 王宏 卫． 信息 化建设在液力变矩 器试验工作 中的应 用[ J 1 ． 液压气动与密封， 2 0 0 8 5 5 4 - 5 6 ． [ 4 】 刘应诚． 液力偶合器使用与维护 5 0 0问[ M 】 ． 北京． 冶金工业 出 版 社 ， 2 0 0 9 ． 【 5 ] 谢让 皋 ， 王志荣． 无辅 室限矩型液力偶合器的试验研究【 J ] ． 内 燃机车． 1 9 8 9 1 2 0 5 0 8 ． Hv d r a ul i c s Pn e uma t i c s S e a l s ， NO．7． 201 0 能器或气包 ， 在停电状态下也保证有足够的能力把钢 包转到事故位。 1 事故 回转气动系统介绍 某钢厂引进 了国外 的圆坯连铸机及生产技术 ． 经 过一段时间的调试和运行 ，生产出了高质量 的圆形铸 坯。但在使用和维护过程 中， 发现事故 回转装置工作经 常不正常 ， 表现为气动马达损坏或马达输出力不足 。 在 负荷较重时甚至不能回转 。 该事故 回转装置是 由气动马达驱动的．动作原理 如图 1 所示。当正常回转时 ， 电磁气动 阀 6得 电， 压缩 空气经电磁 阀 6和梭阀 7到达气动报闸 8 ， 气动报闸打 开， 同时电动机 1 0得电旋转 ， 推动大包 回转台旋转 ， 把 钢水包转到所需位置 ，并且在 电动机 l O通电旋转 时， 电磁气动 阀 1 3同时得电 ， 控制气动马达 l 1 旋转 ， 而且 电磁气动 阀 1 3的两 电磁铁得电顺序是有要求 的， 其控 制气动马达的旋转方 向要与 电动机旋转方 向相 同， 使 大包回转 台受二者的力方 向相 同．否则二者对 回转台 的作用力方向相反 ，回转台不能够转动或者损坏气动 马达。在事故状态下 ． 气源 1向气动装置供应压缩空气 作为动力源。气包 2用于平稳系统压力 ， 并储存一定量 的压缩空气保证在气源 出现问题时仍能够提供足够的 动力驱动钢包 回转到位。在电动回转出现故障时， 生产 操作人员操作手动换 向阀 3 ， 当换 向阀到左 右 位时 ， 一 路压缩空气通过换 向阀 3经梭阀 4推动气动换 向阀 5换向， 使得 主回路压缩空气经换向阀 5和梭阀 7到达 气动报闸 8 ， 使气动报闸打开。另一路压缩空气经换 向 阀 3到气 动换 向阀 1 2 9 ， 推动换 向阀 1 2 9 换 向， 使 得主回路压缩空气通过换 向阀 1 2 9 推动气动马达 1 2 旋转， 从而使大包 回转台带着钢水包 回转到事故位。 l 一 气源2 一 气包3 、 5 、 9 、 1 2气动换 向阀4 一 梭 阀6、 1 3 - 电磁换 向阀 7 一 梭阀8 一 气动报闸 1 O 一 电动机t 1 - 气动马达 图 1 事故 回转气动控制系统原理 图 2 故 回转气动系统缺陷分析 在 日常的生产和设备维护中，该事故 回转气动系 统 暴 露 出一 些 缺 陷 ，在检 查 维护 事 故 回转 装 置 时有 时 会发现事故 回转装置工作不正常，表现为气动马达损 坏或马达输 出力不足 ，在负荷较重时甚至不能事故 回 转 ， 经分析主要原因如下 1 由于在每次的回转 中， 正常工作时电动机驱动 钢包台回转 ， 而气动马达与钢包台通过钢性接手联接 ， 需要同时参与回转 ， 使得马达无效磨损大大增加 。 很大 地缩短 了马达的使用寿命 ， 降低了设备的可靠性。 2 由于电动机 、 钢包 回转 台、 气动马达三者的传 动是钢性联接在一起的，三者的转动方 向必须是一致 的。控制气动马达旋转的电磁换向阀 1 3的两个电磁铁 的得电位置必须与电动机旋转 的方向相对应 ，且连接 换 向阀 1 3与气动马达的气动管道也必须对应固定 ． 如 果在维护时人为出错 ，把气管方 向接反或者控制电磁 铁 的线路接反 ，就会造成 电动机与马达 的旋转方向相 反 导致 电动 机 回转输 出力 不 足或 设 备损 坏 。增 大 了 出 故障的风险。在安装调试期间就出现了气动马达被卡 死的情况 。 3 设备 的数量 和控制环节多 ， 维护量增加 ， 可靠 性降低 3 事故 回转气动 系统 的改造 为消除系统的缺陷 ， 提高设备 的可靠性 ， 技术人员 决定对气动系统进行改造 。经分析该系统的不足之处 在 于 把 电动 机 的正 常 回转 和 事故 马 达驱 动 的 回转 刚性 连接 ． 并为此设置 了控制环节和相应设备。而研究对 比 其它生产线同类设备发现 ，连铸生产线 的事故驱动装 置 与 正常 生 产驱 动装 置 的 回转 通 常 是可 脱 开 的 ．常用 的结构中事故回转马达与钢包回转台是通过离合装置 联 接 的 ．正 常 生产 时 事故 驱 动装 置 与 钢包 台 回转 为脱 离状态。经技术人员研究确定本 圆坯连铸机事故驱动 改造方案为 在事故马达驱动装置与钢包 回转台的连 接装置中增加离合器 ，取消与电动机正常 回转相配合 的马达 回转控制阀 l 3和管路及其他附件。 根据 现场空间 布置和设备 结构决 定离合器 的选 型 ， 最 后 确定 选 用 内置 型 气 动离 合 器 ， 即气 动 马 达与 离 合器做为一体 ， 当离合器为分离状态时， 马达与输 出轴 是脱开 的． 轴和马达可单独旋转 ， 当离合器合上后 ， 马 达与输 出轴为一体 ， 马达旋转驱动输出轴旋转。离合器 选用常开式 ， 即没有气源作用时离合器为分离状态。离 合器 的闭合是气动控制 ，在事故驱动的控制气路上引 出一个管路控制离合器的脱离和闭合动作。 液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 0年 第 7期 一 种新型低控制压力平衡阀 张兴 明 孙玉清 陈海泉 李文华 李明智 大连海事大学轮机工程学院， 辽宁大连l 1 6 0 2 6 摘 要 介绍了一种 新型平衡阔的结构特点 ，阐述 了工作原理 ，对该 阀进 行合理的简化 ，建立 了该平衡阀 的静态数学模型 ，利用 M A T L A B计算其静态特性 ， 并 且与已存在的某型号平衡阀进行对比， 为该 阀的研制提供了理论参考依据 。 关键词 平衡 阀； 低控制压力 ； 静态特性 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 0 0 7 0 0 5 0 一 o 3 A Ne w Ty p e o f Co u n t e r b a nc e Va l v e wi t h Lo w Co nt r o l P r e s s u r e Z HANG Xi n g - r a i n g S U N Y u - q i n g C HE N Ha i - - q u a n L I We n - h u a L I Mi n g - z h i Ma r i n e E n g i n e e ri n g C o l l e g e ，D a l i a n Ma ri t i m e U n i v e r s i t y ，D a l i a n l 1 6 0 2 6 C h i n a Ab s t r a c t I n t h i s p a p e r , t h e s t r u c t u r a l c h a r a c t e ris t i c s o f a n e w t y p e o f h y d r a u l i c c o u n t e r b a l a n c e v a l v e i s i n t r o d u c e d ，a n d t h e p ri n c i p l e o f t h e v a l v e i s i n t r o d u c e d i n d e t a i l ． t h r o u g h t h e r e a s o n a b l e s i mp l i fi c a t i o n o f t h i s v a l v e ， a s t a t i c ma t h e ma t i c a l mo d e l o f t } l e v alv e i s e ma t e d ， the p a p e r c a l c u l a t e t h e s t a t i c c h a r a c t e ris t i c s o f t h e v a l v e b y MAT L AB ， a n d c o mp are d w i t h e x i s t i n g c o u n t e r b a l a n c e v a l v e ， the r e s u l t s p r o v i d e t h e o r e ti c al r e f e r e n c e f o r t h e s t r u c t u r e d e s i g n o f the v alv e ． Ke y W o r d s c o u n t e r b a l a n c e v a l v e ； l o w c o n t r o l p r e s s u r e ； s t a t i c c h a r a c t e ri s t i c s O 引言 工程机械广泛采用液压驱动系统 。为了避免变幅 收稿 日期 2 ∞l9 1 I - 1 7 作者简介 张兴明 1 9 8 5 一 ， 男 ， 硕士研究生 ， 大连海事 大学轮机工程学 院 在读研究生 ． 主要从事机 电一体化方向学 习与研究。 改造后 的气动系统原理如 图 2所示 ， 当电动机推 1 一 气源2 一 气包3、 5 、 9 、 1 2 一 气动换 向阀4 一 梭 阀6 一 电磁换 向阀 7 一 梭 阀8 一 气 动报 闸 1 0 一 电动机 1 l 一 气动马达 图 2 改造后 的事故 回转气动控制系统原理图 动钢包台工作时 ， 离合器处于分离状态 ， 使气动马达与 钢包台脱开 ， 避免电动机与气动马达二者产生干涉。当 需要事故回转时， 操作手动换向阀 3向左 右 换向 ， 压 缩空气经气动换向阀 1 2 9 推动气动马达 l l 向左 右 旋转，同时一路压缩空气经梭阀 4推动气动抱闸 8打 5 0 伸缩等机构在负载下降时产生超速下行，系统 中必须 设置平衡阀构成的平衡回路 ，该平衡阀的性能会对整 个系统的性能影响很大。目前使用 的平衡阀普遍存在 低频抖动、 控制压力偏高 、 平稳性差 、 不能长时间精确 定位等缺陷【 2 1 。控制压力过大会导致功率浪费过大 ， 严 开 ， 并 同时推动气动离合器闭合 ， 气动马达就推动钢包 台和钢包转动。梭阀 4的作用为， 无论手动操作手动换 向阀 3往哪个方向换向 ，压缩空气都会经梭阀 4作用 在离合器上 ， 把离合器合上 ， 同时把气动抱闸 8打开。 由于电动机工作时不需要气动马达的配合 ，电磁换向 阀 1 3不再需要 ， 将其和附件及相连管道一并拆除。 长时间的运行表 明，改造后的气动系统消除了原 来 的不足之处 ， 可靠稳定地工作 ， 保证着生产线设备和 员 工 的安全 。 4 结语 液压和气动事故装置应满 足主机的拖动要求 ， 同 时应尽量做到结构简单 、工作安全可靠 、操作维护方 便 、经济性好。而安全可靠性是事故装置最重要的性 能， 简单的结构会有助于可靠性 的提高。选用合适的元 件 ，对于组成一个精干实效的液压或气动事故系统有 着决定性的作用。 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 99 8． 【 2 ] 张利平． 液压气动系统设计手册[ M】 ． 北京 机械工业出版社 ， 1 9 98 ．