对造型线液压系统的认识.pdf

_ 装 备技术 E q u ip me n t T e c h n o lo g y 对造型线液压系统的认识 李百强，马颖 机械工业第 四设计研究院， 河南洛阳市4 7 1 0 3 9 摘要 简述 了造型线液压 系统应用的一些注意事项 ， 并对液压 系统在设计 、 制造 、 安装 、 生产管理及维修的经 验进行 了归纳 总结 ， 提 出了一些有用的建议。 关键词 造型线； 液压系统 ； 设计； 制造 ； 维护 中图分类号 T G 2 3 1 ． 6 文献标识码 B ； 文章编号 1 0 0 6 - 9 6 5 8 2 0 1 1 0 5 - 3 在造型线中 ， 液压驱动是最主要的一种驱动方式 。 与其他驱动方式相 比， 液压驱动具有承载力大 、 运行平 稳、 噪音低 、 停位准确、 动作可靠、 能够实现复杂的控制 方式等优点， 因而在造型线中被广泛应用。 各种液压油 缸 、 液压 马达等组成 了造型线设备的动力源 ， 笔者多年 从事造型线设备的设计、 安装工作， 现就造型线液压系 统的设计 、 制造 、 安装 、 管理及维修等方面取得 的经验 作一下论述 ，以期为铸造从业人员提出一些有用的建 议。 液压系统的可靠性对造型线 能否正常运行具有决 定性的影响。 由于一条造型线中往往有数 十台油缸和 收稿 日期 2 0 1 1 0 5 1 7 文章编号 2 0 1 1 0 6 8 作者简介 李百强 1 9 7 9 一 ． 男 ． T程师 ， 主要从事铸造设备设计研究 上百个液压 阀 ， 液压管路 比较长 ， 中间转接点多 ， 应用 大量的管件等，就造成了影响整个液压系统的因素很 多 ， 对设备运行 的稳定性形成了很大的挑战。 为了保证 造型线的正常生产， 提高生产率， 就要求我们在液压系 统的设计 、 制造 、 安装 、 生产管理及设备维修等方面严 格规范 ， 以最大限度地保证液压系统的合理 、 可靠 、 耐 用 、 低耗。 下面就 以上几个方面的要求和注意事项进行 一 下论述 。 1 造型线液压系统的设计 在造型线液压系统设计中，不仅要满足设备的使 用功能 ， 而且要满足系统的可靠性和易维护性 ， 要注意 以下几点 1 要使控制的阀组尽量简单。 在一个油缸或液压 - ” ”“ - 十 - 卜 ” 一 ”“ 4- “ ”一 - 卜 “ - - “一 十一 卜 ” ’ 一 ” 呻 ． 一 ” - 卜 _ 一一 - 卜 一 一- 一一 一 卜 w 卜 一 - - 卜 - 一 ” 一 一 一 ” ” 一 参 考 文 献 『 1 ] 崔忠圻． 金属学与热处理．北京 机械工业 出版 社 ， 2 O O 1 ， 1 ． 【 2 ] T B f I 4 5 6 --2 0 0 8机车车辆用车钩i s ] ． 2 0 0 8 ， 1 0 ． 『 3 ] 侯 英玮 ， 等． 材料 成型工 艺． 北 京 中国铁道 出 版社 ， 2 0 0 2 ， 3 ． [ 4 ] 丁根 宝 ， 等． 铸 造工 艺 学． 北 京 机械 出版 社 ， 1 9 8 5， 6 ． f 5 ] 中国机械 工程学会铸造分会 l 铸造手册一E 京 机械工业出版社 ， 2 0 0 3． 1 ． 罔 6 钩体防跳台原 艺尺寸 图 7 钩体防跳台改进后T艺尺寸 Te c h n o l o g y M e a s u r e s f o r Gu a r a n t e e o f Di me n s i o n Ac c u r a c y o f M o d e l 1 7 Ve h i c l e Ca t c h W ANG Xu e F e n g ’ ，B AN J i o n gGu a n g 1 ． D a l i a n Co mmu n i c a t i o n U n iv e r s i t y ， D a l l a n 1 1 6 0 2 2 ， L i a o l i n g C h i n a ； 2 ． Da l l a n L o c o mo t i v e＆ Ve h i c l e Co ． L t d． ，Da l ia n 1 1 6 0 2 1 ，L i a o l i n g Ch i n a Ab s t r a c t S o l u t i o n s t o p r o b l e ms o f d i s au a l i f i c a t i O n s u ch a s v e h i c l e c a t c h b o d y a n d o f f a I f o r e l o c k h o l e a n d s e c t i o n t h i c k o f o f f a l ； b o u n c e - pr o o f f o r a s s e mb l y o f v e h i c l e C a t c h b o d y a n d t o n gu e h a v e b e e n o b t a i n e d wi t h a d j u s t me n t o f t e c h n o l o g y d i me n s i o n ． Ke y wo r d s L o c o mo t iv e； Ve h i c l e c a t c h； Di me n s i o n a c c u r a c y；F o u n dr y t e c h n o l o g y C FM T中国铸造装备与技术 5 ／ 2 0 1 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 马达的控制回路中， 尽量简化设计 ， 在满足功能的前提 下 ， 使用尽量少 的液压阀件 ， 这样不但可以减少故障元 件 ， 也为阀板的设计制作带来方便。 2 在应用中， 阀组一般采取集成的方式。集成 阀 板的设计要考虑加工性 ， 油孔不可过长。 在设计中我们 一 般把孔径与孔深 比控制在 1 1 5以内 ， 以避免 因孔深 过大造成加工歪斜。 尽量减少细长孔 ， 对于确实需要细 孔的地方 ，可 以采取对 面钻一个较大直径工艺孔的方 式以减少加工深度 ，两相邻油孔之 间的设计间距不能 太小 ， 防止钻通造成串油。 3 在设计时 ， 应尽量把控制阀组设置在离执行元 件近的地方， 以提高控制灵敏性， 保证设备动作精度。 当执行元件布置在移动部件上时，应该同时把控制阀 组设置在移动部件上，避免因管道移动而造成控制油 路不畅，如在 自动静压造型线 中的移箱机上的控制阀 组就往往设置在移动小车上。 4 在设计时 ， 应充分考虑控制阀组 的安装和维修 空间。 不仅要避免 阀组与设备干涉 ， 更要考虑元器件的 拆装和维修工的操作空间。同时， 为了维修方便 ， 应该 在每台设备的控制阀组的主进油和主 回油 口各设计一 个高压截止阀。这样 ， 当设备出现问题时 ， 只需将高压 截止 阀关掉就可以方便地进行维修 。 5 管路设计一定要考虑管道的耐压， 合理选择油 管的壁厚。 对于液压软管来说 ， 耐压更是一个需要考虑 的问题。选择软管时绝对不允许最高使用压力低于系 统工作油压。 由于大通径液压胶管往往耐压较低 ， 在一 些高压大流量 的地方可以采取设计多根较小通径液压 胶管并联 的方式来解决 。同时，在设计液压软管管路 时， 胶管的弯曲半径是一个必须考虑的问题， 应该为胶 管留出必要的弯曲空间。 6 设计液压站油箱时 ， 要充分注意两个方面 一 方面要控制油温 ， 另一方面要 防止液压油的污染。 由于 铸造车间的环境一般都 比较差 ， 高温 、 粉尘 等都将会对 液压系统造成一定影响油温过高会造成 密封件的快 速老化， 产生漏油现象； 液压油被污染后会造成液压阀 堵塞 、 设备停机。 因此在设计油箱时对这两方面要特别 注意 ， 要合理选择冷却器 ， 合理设置过滤器。 另外 ， 为了 给液压站创造较好的工作环境 ，应尽量把液压站设置 在单独 的泵站房内。 泵站房应设计通风装置 ， 输送洁净 的风以改善环境 。 2 造型线液压 系统的制造 液压 系统的制造主要是油箱 、 阀板等的制造 。 液压油箱主要是焊接件， 制作要求很高。 首先要保 证焊接 的致密性 ， 防止液压油渗漏 ， 要求焊后做防渗试 验 。 同时要做好防止焊接变形的措施 ， 焊后要对焊缝进 中国铸造装备与技术 5 ／ 2 0 1 1 C F l 、 ， l r 4 5 E q u i p me n t T e c h n o lo g y 装 备技术 行磨光清渣除锈处理。 为了防锈， 一般油箱内壁都要进 行磷化处理。 作为液压 阀安装板 ， 阀板的加工要求更高。 一般来 说 ， 阀板采用 3 5 钢锻件加工 ， 为 了提高加工性能 ， 通 常还要进行热处理 。 在加工过程 中， 要特别注意各油孔 及螺纹孔的定位尺寸 ， 防止偏差过大 ； 装管接头的螺纹 孔 由于需要组合垫圈密封 必须保证螺纹孔和锪平 面 的垂直度； 各安装面的平面度和光洁度。 在加工后要对 各油孔进行严格清洗 ， 清除所有杂物 ， 并检查各孔相通 情况 ， 防止出现加工错误。 出厂前要对阀板进行压力试 验， 试验压力一般略高于工作压力。 试验过程中所有内 孔不得有穿透、 渗油、 冒汗等现象。阀板的保存一般用 清洁 的煤油 ， 防止生锈和污染。 另外， 部分较大管路的连接法兰通常都要预制。 和 阀板一样 ， 在制造时要注意连接面的平面度 ； 注意密封 件沟槽尺寸严格按设计制造 ，液压管道焊接处预制焊 接坡 口。 3 液压系统的现场安装 由于造型线设备很多，液压系统的主要工作量都 在现场的安装上。现场安装 的质量好坏直接关系着系 统故障率的高低 ， 一定要选择专业的安装队伍 ， 严格按 照规范要求进行安装。 液压系统 的安装 ， 一定要注意以下几个方面。 3 ． 1 液压管路管材的选择及加工 造型线液压系统管路一般采用 2 0 无缝钢管。钢 管加工包括切割、 打坡 口、 弯管等， 钢管切割原则上采 用机械方法 ， 严禁用手工 电焊 、 氧气切割 的方法 ， 切割 后需将锐边倒钝， 并清除铁屑。 切割后的钢管端面与轴 向中心线应尽量保持垂直。管子的弯曲加工最好在机 械或液压弯管机上进行。 一般 e 3 8 m m及以下的管道采 用冷弯， 即用弯管机在冷状态下弯管。 制作弯管时不允 许热弯的， 可采用冲压弯头等管件替代。 因为热弯时容 易产生变形 、 管壁减薄及产生氧化皮等现象。 3 ． 2 液压管路的焊接 目前国内的造型线液压系统管路安装中，焊接式 管件的应用最为普遍。 整个系统管件数量很多， 焊接工 作量很大， 这就对焊工提出了很高的要求。通常来说， 液压管路焊接必须用氩弧焊打底 ， 手弧焊封面 ， 或全部 用氩弧焊接 ， 以免出现焊渣。管道在焊接前 ， 必须对 钢 管端部开坡 口； 法兰及接头焊接时， 须与管子中心线垂 直 ， 焊后进行 防渗试验 。焊缝应设在管道的直线段上 ， 且不得设在墙洞 、 基础 内和隐蔽 的地方。 随着 国内卡套 式管接头和管子技术和质量的不断提高 ，越来越多的 液压管路 2 8 mm以下管子采用卡套式接头 ， 这样就大 大减少 了焊接工作量 。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 装 备技术 E q u ip me n t T e c h n o lo g y 3 ． 3管路的铺设 液压管路在铺设时尽量成水平或垂直两种排列 ， 泮意整齐一致 ， 尽量避免管路交叉 ， 两条平行或交叉管 的管壁之 间，必须保持一定距离。整个管线要求尽量 短 ， 转弯处少 ， 平滑过渡 ， 减少上下弯曲 ， 保证管路适 当 的热胀冷缩。管路 的长度应能保证接头及辅件的 自由 拆装 ， 又不影响其它管路。 管路敷设位置或管件安装位 置应便于管子的连接和检修。 管路应靠近设备， 便于固 定管夹， 管道不得直接焊接在支架上。管路敷设后 ， 不 应对支承及 固定部件产生除重力之外 的力。根据管径 合理设置管夹 ， 管夹一般固定在预埋件上 ， 管夹之间距 离应适 当， 过小会造成浪费， 过大将发生振动。推荐的 管夹距离见表 1 。此表为参考值 ， 可根据现场安装实际 需要进行调整 ， 有弯管处前后都必须设置管夹 。 表 1 推荐管夹间距 rai n 锊 子外径 D ～ l 0 1 0 - 2 5 5 0 8 0 8 0 管 炙间最犬距离 1 5 0 0 ～ 1 O o 0 1 O C HD ～ 1 5 0 0 2 0 0 0 3 0 O 0 3 o o 0 5 0 O 0 3 ． 4 管路 的清洗 管路的清洗主要有两方面，一是焊接后管路的酸 洗 1 作 ， 二是管路的循环冲洗 I 作。 酸洗的 目的是通过化学作用将金属管 内表面的氧 化物及油污去除， 使金属表面光滑， 保证管道内壁的清 洁。酸洗管道是保证造型线液压系统可靠性的一个关 键环节 一般来说， 管路酸洗采用槽式酸洗法， 就是将 液压管道放入酸洗槽内浸泡 ，处理合格后再将其进行 配管安装 。 一般应按 以下工序进行 脱脂一水冲洗一酸 洗一水冲洗一 中和钝化一水 冲洗一干燥一喷涂 防锈 油 剂 一封 口。 酸洗过程中， 所有的密封面及螺纹要保 护起来 ， 以免受到损伤 ， 酸洗结束后 ， 管路要立 即进行 封 r 】 ， 尽量保证管路不被污物进入 ， 并尽快恢复管路 。 管路用油进行循环冲洗 ，是管路施工 中又一重要 环节。管路循环冲洗必须在管路酸洗和二次安装完毕 后的较短时间内进行 ，其 目的是为了清除管内在酸洗 及安装过程中以及液压元件在制造过程中遗落的机械 杂质或其它微粒 ，达到液压系统正常运行时所需要的 清洁度 ， 保证主机设备 的可靠运行 ， 延长系统中液压元 件 的使用寿命 。 尽量采取两级冲洗方式 第一级冲洗是 在各液压阀组处把油路进行短接 ，先对主管路进行循 环冲洗 ；第二级冲洗是在各执行元件处把油路进行短 接 ， 并可采用把各液压换 向阀固定打到一端 冲洗过程 中不可换向 ， 对整个系统管路进行冲洗。 冲洗完成后 ， 应更换液压泵站的过滤器滤芯。 但 冲洗中应该注意 ， 液 压系统 中的液压缸 、 液压马达 、 伺服阀 、 比例 阀、 压力继 电器 、 压力传感器以及蓄能器等不得参与冲洗 ， 冲洗 回 路 中如有节流阀或减压阀应将其调整到最大开 口度。 冲洗前可以用无油干燥压缩空气 或氮气 对管道进行 吹扫， 将大颗粒脏物用气体冲出， 减少油冲洗的麻烦。 4 造型线液压系统的生产管理及维修 同样 ， 作为造型线稳定运行的重要保证 ， 液压系统 的生产管理及维修的作用不可小视 ，13常管理和维修 应做到 以下几点 1 制定严格的维护保养及维修制度。 首先针对整 个液压系统的原理和构造 ，要对维修人员作一个系统 的培训，使其全面了解并熟练掌握排查故障及维修方 法 ； 其次 ， 制定 13常巡检制度 ， 对一些易出故 障的点要 重点关注 ， 发现故障或潜在的故障应立即排除 ， 特别是 对一些密封件 、 过滤器滤芯等 ， 应采取定期更换 制度 ， 绝不能等到出问题了再去更换。 2 备品备件要合理并且充足。 特别是对一些供货 周期长 的液压元器件如伺服阀 、 比例阀 、 液压马达 、 液 压泵等一定要有充足 的备件 ， 并保持畅通的购货渠道 ， 备品备件要专人管理 ， 并经常进行清点核对 ， 要按照说 明书上 的保管要求进行保管 ， 确保维修更换 的需要 。 5结 语 造 型线液压 系统是造型线稳定运行的重要保 让 ， 相对来说也是一 个相 当复杂的系统。笔者对该系统的 应用注意事项作 了简单的归纳总结 ， 难免挂一漏万 ， 但 这也是笔者对造型线设备应用的一些体会 ，希望能够 对铸造从业者有所帮助。 参考文献 ⋯G B ／ T 2 5 1 3 3 -- 2 01 0液压系统总 成 管路 冲洗方法[ s 】 一E 京 中圈标 准 出版社 ． [ 2 ] 李峰 ， 刘小 龙． 如何提 高造型线液 压系统可 靠性 【 D J E 京 中 科 学 院上海冶金研究 所 ， 2 0 0 0 ． Abo ut Hy dr a ul i c S y s t e m o f M o l di ng Li ne L I B a i Qi a n g，MA Yi n g T h e 4 t h D e s i g n a n d R e s e a r c h I n s t it u t e o f Ma c h i n e B u i l d i n g I n d u s t r y ， L u o y a n g 4 7 1 0 3 9 ， H e n a n Ch i n a Abs t r a c t S o me ma t t e r s n e e di n g a t t e n t ion t o t h e a p pl i c a t i o n o f t h e mo u l di n g l i n e h y dr a u l i c s y s t e m h a v e b e e n s i mpl y i n t r o du c e d， s o me e x p e r i e n c e s i n d e s i g n， ma n u f a c t u r e ， i n s t a l l a t i o n ， pr o d u c t i o n ma n a ge me n t a n d ma i n t e n a n c e o f t h e h y d r au l i c s y s t e m b e e n s u mma r i z e d a n d s o me u s e f u l s u gg e s t i o n s b e e n p u t f or wa r d ． Ke y wor d s Mo l di n g l i n e；Hy dr a u l i c s y s t e m ；De s i g n；Ma n u f a c t u r e； Ma i n t e n a n c e e FM 中国铸造装备与技术 5 ／ 2 0 1 1 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m