翻卷机液压系统改进.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ， 2 0 1 1年 第 5期 翻卷机液压系统改进 商 融 张 国强 何天庆 鞍钢股份公 司冷轧厂 ， 辽宁鞍山 1 1 4 0 0 0 摘要 通过对 翻卷机液压系统改进 ， 降低 了翻卷机设备事故 ， 消除 了安全隐患， 使翻卷机稳定运行。 关键词 翻卷机 ； 液压回路 ； 比例阀 中图分类号 T H1 3 7 ． 1 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 5 -4 0 4 2 - 0 4 Hy d r a u l i c S y s t e m I mpr o v e me n t o f Hy d r a u l i c S y s t e m o n Tu rn e r S HANG Ro n g Z HANG G u o -- q i a n g HE T i a n - q i n g An g a n g S t e e l C o m p a n y L i m i t e d C o l d S t ri p Wo r k s l ， An s h a n 1 1 4 0 0 0 ， C h i n a Ab s t r a c t T h mu g h t t h e h y d r a u l i c s y s t e m i mp r o v e me n t o f h y d r a u l i c s y s t e m o n t u r n e r ,we d e c r e a s e t h e E q u i p me n t ’ a c c i d e n t ， a n d remo v e t h e h i d d e n d a n g e r , a n d ma k e the t u r n e r s a b l e o p e r a t i n g ． Ke y W o r d s t u r n e r ； c i r c u i t ； p r o p o r t i o n a l v a l v e 0 前言 在冷轧生产中，翻卷机对钢卷运输及生产工艺要 收稿 日期 2 0 1 0 - 1 2 2 7 作者简介 商M 1 9 7 6 一 ， 男， 大学本科 ， 工程师 ， 现从事流体传动与控制 方 面的工作 。 动工况测试 见图 7 。首先拉起驻车制动手柄 ， 然后挂 档加油门直至最大 ， 再松油门， 最后放下驻车手柄。测 试结果如图 7所示 ， 从测试结果可知 ， 在油门最大的情 况下 ， 主系统压力达到了设计峰值 3 5 0 b a r ， 此时牵引车 仍然静止 ， 可见驻车制动力大于牵引车驱动力。 图 7静 止 状 态 下 的 驻 车 制 动工 况测 试 4 结束语 在低速情况下 ，液压系统制动与传统的鼓式制动 等机械摩擦制动方式的制动效果相差不大， 而且制动更 为柔和， 可以作为行车制动使用 ， 但在设计时需要考虑 短路 阀等能引起系统制动作用失效的类似装置的布置 ， 应该放置在驾驶员不能直接操作的地方。 本文研究的飞 4 2 求是必不可少的 ， 钢卷在进入罩式炉前为卧式放置， 由 于罩式炉退火工艺要求钢卷为立式放置 ，钢卷在罩式 炉装炉前必须经过翻卷机翻卷处理 。吊车才能将立式 钢卷吊送退火炉台上装炉， 来完成生产要求 。由于我厂 翻卷机液压系统经常出现故障 ，严重影响机组生产运 行 ， 并造成很大的设备隐患和安全隐患 ， 为此， 我们对 机牵引车 。 设计了独立的鼓式制动系统与液压系统制动 结合使用 ， 在紧急情况下 ， 多片式驻车制动器还可以作 为行车制动使用 ， 完全满足标准规范的相关要求。 参考文献 [ 1 】 姚怀新． 工程机械底盘液压驱动装置性能分析 1 4 【 J 】 ． 筑路机 械与施 工机械化 ， 2 0 o 5 1 ． 【 2 】 齐涛， 杨光． 静压驱动系统松油门制动的研究和改进【 J 】 ． 液压 气动与密封。 2 0 1 0 1 】 ． f 3 】3 李 建 科 ． 全 液 压 平地 机 行 车制 动液 压 系统 f J 】 ． 建筑 机 械 ， 2 0 0 8 3 ． [ 4 ] 王 意． 静液压 传 动工程 机 械的 制动 系统【 J 】 ． 工 程机 械 ， 2 0 0 0 1 ． 【 5 】 王志， 种洋， 闫洪峰等． 飞机牵引车液压行走驱动的试验分析 [ J 】 ． 车辆与动力技术 ， 2 0 0 6 4 ． 【 6 】 洪曼， 方宪法， 王志等． 无杆飞机牵引器液压行走系统的试验 分析【 J 】 ． 液压气动与密封， 2 0 1 0 3 ． 【 7 】 程振东 ， 田晋跃 ． 飞机牵引 车全 液压制动 系统 动态性能分析 [ J 】 ． 专用 汽车， 2 0 0 5 2 ． 【 8 】8 徐荣滨． 多盘摩擦式液压制动器 的设计计算【 J 】 ． 液压气动与密 封 。 2 0 0 9 3 ． Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ， NO ． 5 ． 2 0 1 l 液压系统进行分析和研究I4 ， 并实现 比例换 向阀和平 衡阀组成的平衡 回路 。 l 设 备概况 我厂现有翻卷机为 7 0年代引进的设备 ， 最大承载 重 量为 2 3 t ，钢卷 最 大直 径 2 0 0 0 m m，系 统压 力 为 1 6 MP a ， 图 1所示 ， 翻卷机将卧卷由右侧翻转到左侧 ， 形 成立卷。近几年来 ． 随着冷轧产量的攀升 ， 钢卷规格增 大 ， 翻卷机工作负荷加剧 ， 经常 出现液压缸缸杆 断裂 ， 液压缸前端盖损坏 、 液压缸固定螺栓拉断等故障 ， 造成 设备停机 ， 严重时造成钢卷脱落， 给生产运行和人 身安 全带来很大危害。 7 图 1 翻卷机结 构图 翻卷机液压原理如图 2所示 ，液压系统由柱塞液 压泵 l 、 两位两通电磁换向阀 2 、 溢流阀 3 、 三位 四通 电 图 2 翻卷机原液压系统图 磁换向阀 4、 双单向节流阀 5 、 球 阀 6 、 截止阀 7 、 冷却器 8 、 过滤器 9 、 循环泵 l 0 、 两个液压缸 1 1 组成。 电磁阀 2 、 溢流阀 3完成泵站压力卸荷 ，电磁换 向阀 4控制 翻卷 机正向或反向运转 ， 双单向节流阀 5调整翻卷机速度 ， 循环系统保证油液温度及油液过滤。 2 原 因分析 通过长期对翻卷机运行状态进行监测 ，并对液压系 统进行分析， 发现产生故障原因主要存在以下几方面。 1 压力监测缺陷。原系统设计缺少压力检测点， 在翻卷机运行时 ． 无法测量管路压力 ， 导致在 日常点检 过程没有发现此缺陷 ，也对于翻卷机故障分析造成很 大 困难 。在 原系 统 中增 加有 杆腔 及无 杆腔 压力 测量 点 。 并在翻卷机承载运行过程 ．测得系统 回油腔压力 即有 杆腔压力， 由 1 0 MP a ， 逐渐变为 2 2 MP a 。 2 系统速度控制缺陷。翻卷机运转采用三位四通 电磁换 向阀进行换 向控制 ，采用双单向节流阀回油节 流方式进行控制速度。对系统运行压力变化进行分析， 当钢卷重心运转到转轴左侧时 ， 钢卷会产生翻转力矩 ， 且随着翻转角度增大， 力矩逐渐增大。由于翻卷机翻转 过程引起 的负载变化 ， 使节流阀口前后压差发生改变 ， 在 翻卷 过程 ， 通 过 节 流 口的流 量 不断 改 变 ． 导致 速 度无 法稳定 控 制 。 当翻卷机翻转到位后 ，换 向阀换 向，阀口迅速关 闭， 翻卷机停止运动 ， 这样就会产生很大压力冲击。 由公式 卸 { ∑ 和 十 } ＼ “It i n 』 式中Z ， 液压缸有杆腔管道长度 ， 单位为 m； ； 液压缸有杆腔管道的截面积 ， 单位为 11 1 z ； 液压缸有杆腔环形面积 ， 单位为 m 。 一 运 动部 件 的质量 ， 单位 为 k g ； △ 翻卷机的速度变化量 。 单位为 m ／ s t 翻卷机速度变化时间， 单位为 s 。 可计算出压力增大值， 通过核对分析， 翻卷机液压系 统压力冲击主要是由于翻卷机制动时系统速度控制不稳 定造成， 另外回路缺少安全阀保护， 也是回路压力超高的 另一原因，使液压缸两腔压力值接近系统元件最高安全 使用压力 ， 影响元件寿命 ， 造成系统元件发生故障。 3 系统锁紧回路设计不足 。原系统设计采用三位 四通 中位机能为 0型的换向阀进行 回路锁紧 。由于换 向阀阀芯与阀体配合间隙的原 因，当翻卷机翻转结束 后 ， 翻卷机位置检测显示 O K， 但受钢卷重量影响， 当运 行大于 2 0 T钢卷时 ，经常 出现翻卷机在停止位仍缓慢 下降 ， 在位置信号消失后 ， 产生故障报警 ， 导致下一动 作无法实现。 4 3 液 压 气动 与 密 封 ／ 2 0 l 1年 第 5期 3 改进措施 对翻卷机液压系统存在的问题进行改进 ，重新设 计液压回路如图 3所示 ， 并设计制作阀块。 图 3 翻卷 机 改 进 后 液 压 系 统 图 1 设计比例方向阀换 向回路。可以通过改变 比例 方向阀电磁铁的电流大小 ，就可以改变液压缸 的运行 速度 ， 使回路具备换向平稳 、 无冲击 、 工作可靠 的特点。 比例方 向阀设计使用进 口电液比例换 向阀．使用 该系列 W 型阀芯机能 。系统设计参数见表 1 a t , 按照 P进 口 - p负 载 目 油 计算 ， 系统压力为 1 6 MP a 。 表 1 参数 快升慢升 快降慢降 A p } a 6 1 0 4 1 2 0 ／ L ／ ra i n 1 3 1 3 8 1 l 5 2 5 由于换 向阀阀口近似薄壁孔型．在开 口度 固定 的 情况下 ，流量随阀 口前后压差的增大而增大 ，由公式 Q 可计算压差为 l MP a日 寸 对应的流量 。 将系统压差按照 △ p I MP a ， 核算流量参数见表 2 。 表 2 参 数 快升 慢升 快 降慢 降 △p ／ M P a 1 O ／ L ／ m i n 3 2 0 1 l 2 3 0 8 6 根据系统参数及 4 WR Z阀系列参数 ，选用规格 为 通径 2 5 ， △ p I MP a时的额定 流 量为 3 2 5 mi n的 电液 比 例换 向阀， 能够满足系统要求。通过流量参数核算 ， 满 足该阀给定值遮盖量 1 5 ％， 滞后环≤6 ％的要求。4 WR z 系列 ， 通 径 为 2 5的特性 曲线如 图 4所 示 。 ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／ ／／ ／ ， ／／ ，／ ／ ／ i ； 三二r一 给楚值 ％ 图4比例阀特性 曲线 2 设计平衡阀控制。平衡阀结构图如图 5所示。 平衡阀阀芯采用锥面结构密封 ，具有回路锁紧精度高 的优点 ，同时平衡阀可以根据液压缸进 口的流量来控 制液压缸出口的流量。在系统回路 中使用平衡阀． 可以 保证翻卷机负载发生改变时 ．平衡阀控制油压力相应 改变 ， 平衡 阀的 阀 口也不 断变 化 ， 从 而实 现 系统 速度 平 稳控制 ， 避免负载变化导致 的液压缸速度失控现象。并 且平衡 阀在液压回路 中具有防破裂功能 ，如果液压缸 进油管路 由于管子破裂等原因 ，造成控制平衡阀阀芯 开启的压力下降 ， 平衡 阀主阀芯立即关闭， 翻卷机停止 运 行 图 5平 衡 阀结 构 图 3 设计安全回路。在系统回路中增加溢流阀， 溢 流 阀采用直动式 D B D系列 ， 在翻卷机停止时 ， 限制液 压缸两腔回路压力 ， 对系统元件起到安全保护作用， 考 虑负载受钢卷重量变换影响 ， 经多次调整试验 ， 溢流阀 设定压力为回路的 2 0 ％时能够满足现场要求 。 4 提高油质精度。油液精度控制按照最高污染等 级控制的原则 ，由于比例阀控制油要求达到 N A S 7级， 高于 比例阀主回路要求的油质精度 ，所以采用过滤 比 为 ≥7 5的过滤 器 ， 并 带有 压差 发讯功 能 。 4 结论语 翻卷机液压系统改进投入使用后 ，经过长期效果 观察 ，该液压系统运行稳定 ，能够满足翻卷机技术要 求 。在生产运行中， 翻卷机设备未发生过以往的故障， 给我厂带来了很大的效益 。 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ N o ． 5 ． 2 01 1 密接式车钩综合性能试验台液压系统 邓 杰 张经华 1 ． 重庆科技学院机械与动力工程学院， 重庆4 0 1 3 3 1 ； 2 ． 重庆轨道交通总公司， 重庆4 0 0 0 8 0 摘要 本文介绍 了对检修后的密接式车钩和缓冲器进行 各项功能试验时液压系统的研 制。该试验 台能在 不同工况 下进 行车钩的挂 钩 、 解钩试验 ， 检验被试车钩及缓冲器 的性能 。钩 、 缓装置状态及各种试验数据 能在控制台面板上显示。 关键词 密接式车钩； 试验台 ； 液压系统 中图分类号T P 2 7 3 ． 5 ． T H1 3 7 ． 7 ， T HI 3 8 ． 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 5 0 0 4 5 0 4 De v e l o p m e n t f o r Th e Hy d r a u l i c Hy s t e m o f Ti g h t l oc k Co u p l e r Te s t Ta b l e D ENG J i e ’ Z HANG J i n g - h u a 2 1 ． C h o n g q i n g Un i v e r s i t y o f S c i e n c e T e c h n o l o g y ，C h o n g q i n g 4 0 1 3 3 1 ，C h i n a ； 2 ． C h o n g q i n g R a i l T r a n s i t C o r p o r a t i o n ，C h o n g q i n g 4 0 0 0 8 0 ，C h i n a Ab s t r a c t T h i s a r t i c l e d e s c ri b e s t h e T i g h t l o c k a f t e r r e p a i r c o u p l e r a n d b u ff e r s t o t e s t t h e f u n c t i o n o f t h e h y d r a u l i c s y s t e m． T h e t e s t b e n c h c a n b e c a r r i e d o u t u n d e r d i f f e r e n t c o n d i t i o n s l i n k e d c o u p l e r 、 u n c o u p l i n g t e s t ． T e s t i s t e s t i n g t h e p e r f o r ma n c e o f h o o k s a n d b u f f e rs． Ho o k ， s l o w d e v i c e s t a t u s a n d a v a ri e t y o f t e s t d a t a c a n b e d i s p l a y e d o n t h e c o n s o l e p a n e 1 ． Ke y W o r d s t i g h t l o c k c o u p l e r ； t e s t b e n c h； h y d r a u l i c s y s t e m O 引言 1 试验台的主要结构组成 密接式车钩优越的连挂性能提高列车的平稳性 和 安全性能 ， 消除 了普通列车的纵向冲动现象 ， 因此主要 用于铁路动车组 、 客车 、 地铁以及城市轻轨车辆等现代 化车组 。其性能好坏直接影响动车组 营运安全性和乘 坐舒 适性 。 密接式车钩及缓 冲器综合性能试验台用于对检修 后 的密接 式 车 钩进 行各 项 功 能检查 和试 验 。能 在不 同 工况下进行车钩的挂钩 、 解钩试验 ， 检验被试车钩及缓 冲器的性能。试验 台能直观地显示各试验性能数据 ， 连 接方便 、 可靠 ， 便于工作人员操作 。 收稿简介 2 0 1 0 一 l 2 2 7 作者介绍 邓杰 1 9 6 8 一 ， 四川人 ， 重庆科技学院教师 ， 工程师 ， 中国民进促 进会会员。主要研究方 向是工程机械设备。 本 试 验 台 由 固定 台 支座 、 移 动 小 车 、 支 承 导轨 、 撞 击车钩 、 车钩左右位置调节系统 、 车钩升降调节装置 、 液压 系统 、 气压系统和控制台组成， 如图 l 所示。 2 3 4 5 6 1 一固定台支座2 一 缓 冲器3 一 固定车钩4 一 液压 系统 5 一 移动车钩6 一 缓 冲器7 一 移动小车8 一 气动 系统 图 1 试验 台机械结构示 意图 ‘ 卜 - 卜 。’ 卜 。 卜 。 -。 一 - - -- 一 -- - 十一- 一 一 - - 一 一 - - - 一 一 - - -一 - 一 一 一 一 一 - -- 十一 参 考 文 献 【 l 】 雷 天觉 ， 等． 新 编液压工程手册【 M 】 ． 北 京 北京 理工大学 出版 社 ． 1 9 9 8 ． 【 2 】 邹家祥． 车 L 钢机械 第 3卷 ． 北京 冶金工业 出版社 ， 2 0 0 0 ． 【 3 】 机 械设 计编委会． 机械设计 手册 第 4卷 ． 北 京 机 械工业 出 版社 ． 2 0 0 4 ． f 4 J 王林 ， 王东升 ， 等． 解决液压 冲击和附载 冲击危 害的方法[ J 】 ． 液 压气动与密封， 2 0 1 0 5 ． 【 5 】 杨任． 逆火才液压缸活塞杆非正常回退 的故障分析与改进I J j ． 液 压 气 动 与 密封 ， 2 0 1 0 2 ． [ 6 】 龙飚 ， 贺运钢 ， 等． 开 口机 液压系统改造f J 1 ． 液压气动与密封， 2 0 1 0 3 ． 【 7 ] 李本海 ， 刘 明利 ， 等． 比例换向阀和 内腔液压锁组成的平衡回 路适用条件分析Ⅲ． 液压 气动与密封 ， 2 0 1 0 1 ． 45