《中精轧液压故障分析及改进原稿国际会议.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《中精轧液压故障分析及改进原稿国际会议.doc（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中精轧液压故障分析及改进袁凯时陕西龙门钢铁公司西安轧钢厂 陕西 西安 710021摘要：介绍了龙钢西安轧钢厂中精轧液压站的工作原理；介绍了龙钢西安轧钢厂中精轧液压站故障现象；分析了龙钢西安轧钢厂中精轧液压站的故障原因；针对故障对液压系统进行了改进；取得了较好的效果；产生了一定的经济效益和社会效益。关键词：液压 故障 分析 改进陕西龙钢公司西安轧钢厂（以下简称西轧厂）生产线是一条半连轧棒材生产线， 1998年10月建成投产，后经几次升级改造，产量由建厂初期的20万吨/年提升为目前的80万吨/年。该条生产线连轧部分即中精轧有12架轧机，均为闭口式轧机。闭口式轧机的优点是机体牢固耐用，刚性好，轧制力
2、大，因此目前被大量地使用在各种规格的轧钢系统中。但是闭口轧机换辊较为麻烦，需要从侧面进行换辊，因此几乎所有的闭口轧机都需要配套换辊小车，换辊时，将换辊小车和轧机脱开，利用平移液压缸推出换辊小车，进行换辊。西轧厂换辊小车与国内外大部分生产厂家类似，换辊小车由液压缸驱动（图1）。新一代的型钢连轧系统，都要求在轧钢生产过程中，各架轧机的轧槽处于一条直线上，所以各架轧机都必须可以横向移动。当轧机移动时，将换辊小车和轧机连锁，就可以利用换辊液压缸来进行轧机平移。在轧钢的过程中，禁止轧机移动，以避免轧制过程中的废钢事故，所以轧钢过程中，我们用夹紧缸把轧机夹紧（图2），使其固定不动。图1液压缸驱动图2 轧机
3、夹紧一、 中精轧液压系统原理中精轧液压系统（图3），是由两台液压泵（一用一备）作为动力元件，液压泵采用中高压叶片泵（型号t6c0171R00），其特点是流量均匀，运转平稳，噪声低，体积小，重量轻。控制元件由插装式单向阀，调压阀组成，同样是一用一备。附件由压差式过滤器，压力表，液位计，液位发讯器，加热器，压力控制器，以及一台循环泵等组成，起到保护系统、控制油温和过滤油液等作用。执行元件由12台平移液压缸（每架轧机各1台）和30台夹紧缸（6架中轧机每架3台，6架精轧机每架2台）组成。图3 液压系统本系统使用46#抗磨液压油，能满足油温在 10C-60 C范围内工作需求。额定工作压力为12 MPa
4、-14MPa，最高工作压力为18 MPa。由于本液压系统采用间断工作制，因此不必考虑油温过高问题，没有必要设计冷却器。当液压泵运转时，如果电磁铁y1和y2不得电，则系统压力上升，处于工作状态，否则，当电磁铁y1或y2得电时，液压泵处于卸荷状态，系统失压。当系统处于工作状态，电磁铁y3不得电时，夹紧缸处于夹紧状态，当需要移动轧机时，电磁铁y3得电，夹紧缸处于松开状态，这时，电磁铁y4得电，就可以横向平移轧机。换辊时，我们要求轧机不动，只需要移动换辊小车，这时，可以把换辊小车和轧机连锁脱开，夹紧缸夹紧轧机，电磁铁y3电磁铁y4得电，就可以推出换辊小车了（表1）。表1 液压工作原理Y1Y2Y3Y4Y
5、5轧辊推出+轧辊收回+轧机推出+轧机收回+液压泵卸荷+（+）二、 液压系统故障排除及改进1、 夹紧缸外泄漏分析及改进措施（1）夹紧缸外泄漏现象西轧厂液压系统在投产运行初期，运行状态良好。但是到了1999年年初，夹紧缸开始漏油，虽然频繁修复，但由于夹紧缸数量较多，检修时间有限，仍然难以杜绝漏油事故，不仅造成液压油的大量浪费，而且造成夹紧缸不能打开和夹持不紧，轧机不能横行移动以及轧钢过程中轧机的随意横移，造成废钢事故，严重制约着西轧厂的达产达效。（2）夹紧缸外泄漏原因经过对夹紧缸漏油现象的分析和对事故油缸的拆解，我们发现，漏油事故是因为密封圈的失效引起的，夹紧缸的结构如图4所示，当油缸前面的组合密
6、封失效时，会卸去前腔的压力，同时漏油，油缸处于夹紧位置而难以打开，造成轧机不能横向移动，影响生产。图4 夹紧缸的结构在平时的轧钢过程中，夹紧缸右腔始终处于保压状态，夹紧缸才能很好地固定轧机。当系统的压力低于调定的压力时，油泵就会自动运转，使系统的压力始终保持在12MPa14MPa之间。这就会造成当夹紧缸尾部组合密封失效时，夹紧缸尾部就会持续漏油，造成油液的大量浪费。由于夹紧缸处于轧机的底座部位，上面有盖板遮挡，因此漏油现象难以发现。当多个夹紧缸尾部泄漏时，漏油量更是惊人，有时一天漏油量达0.8吨以上，月平均漏油量达到10吨之多。有时不得不停机对夹紧缸进行更换。严重地制约着生产线的达产达效。（3
7、）控制系统改进鉴于漏油量过大，在液压系统的控制上做了一些改进，不再使夹紧缸右腔始终处于保压状态，而是变为每隔30min对夹紧缸夹紧一次，持续时间120秒，然后系统卸荷，这样，如果夹紧缸尾部泄露，漏油时间也只会持续240秒/小时。但是，当夹紧缸夹紧后，在生产的过程中，由于轧机的震动，会使夹紧缸渐渐松开，有时起不到夹紧的作用。经过改进，虽然使漏油量得到了有效的控制，但是这种方法不能从根本上解决夹紧缸尾部漏油问题。（4）夹紧缸改造2004年9月，我们对夹紧缸做了改造（图5），把夹紧缸后部缸盖直径变大，使其内径和缸体内径一致，去掉后活塞杆，代之以蝶形弹簧导向杆作为指示杆。然后在后腔内装入碟形弹簧，为了
8、使夹紧缸保持一定的夹紧力，在装入蝶形弹簧时，应该先对蝶形弹簧预紧，这样夹紧缸在蝶形弹簧预紧力的作用下，可以有效地对轧机进行夹紧，需要对轧机横行平移时，只需按照原来的操作方法进行操作即可。在选用蝶形弹簧时，我们首先对夹紧缸夹紧力进行了计算：夹紧力 F=SP式中P为液压系统压强，工作时为12MPa，S为夹紧缸右腔活塞的有效面积，即缸体内断面积S1减去后活塞杆断面积S2，缸体内径为150mm，后活塞杆直径为110mm，把数值代入上式得夹紧力F=P（S1- S2）=12*106*3.14*（0.15-0.11）/4=97968(N)根据以上数值，选取碟形弹簧，确定蝶形弹簧外径为140，内径为70.8，
9、厚度8.经过演算，理论上符合我们的要求。图5 夹紧缸改造在装配夹紧缸时，我们把预紧力设定在80kN。由于夹紧缸后腔不再通入压力油，所以我们把活塞上的两个Yx型密封圈装配为一个方向，使密封圈的开口均朝向前腔，提高了密封圈的耐用用性，基本可以在一个检修期内杜绝活塞的泄漏事故。（5）改造后效果经过这次改造，在保证了夹紧效果的情况下，彻底解决了夹紧缸的泄漏问题，每年可节约液压油120吨左右，以2006年液压油价格计算，每年可节约120万元，具有明显的经济效益。同时避免了泄露的液压油对环境的污染，并减少了更换液压缸的频率，使工作人员的劳动强度大为减轻，产生了一定的社会效益。2、 油箱进水问题分析及改进措
10、施（1）中精轧液压站油箱进水事故2012年6月13日，在上班的例行点检过程中，发现中精轧液压站油箱油位高出许多，经过从排污阀放油检查，发现油箱内有大量的水份，油位高出的部分几乎全是多出的水份。这些水份一部分和液压油分离，沉积在油箱的底部，一部分和油液混合在一起，使油液产生严重乳化。这种现象从未出现过，并且油箱并未和任何用水器连接，因此事故原因非常离奇。因为原因一时难以查找，这种现象一直持续了3天时间。由于油箱底部充满水分，所以造成液压泵声音异常，阀台内泄严重，系统失压，轧机横移困难等多种事故。（2）中精轧液压站油箱进水事故原因分析经过从各种方面对事故原因进行分析，我们考虑到可能是由于夹紧缸油管
11、破损引起的，原因为：一、夹紧缸油管为高压胶管，在外力的作用下比较容易破损；二、夹紧缸在不横移轧机，即夹紧缸处于夹紧状态时，其前腔始终和回油管相通；三、液压站是置于地下室内，和轧机水平高差为6m。四、在轧钢的过程中间，需要大量的冷却水对轧机的轧辊、导卫等部位进行冷却，所以轧机的底座和夹紧缸常常会浸在积水中。当平移缸或者夹紧缸工作时，回油管中就会充满液压油，这些液压油在流回油箱以后，根据虹吸原理，夹紧缸周围的积水就会通过油管破损部位被吸回油箱。为了验证该原因的真实性，我们对所有的夹紧缸及其油管进行排查，结果发现一根油管破损泄漏，随即对其更换，此后几天再未发现油箱进水事故。6月28日，又发现油箱有进
12、水现象，随即又对夹紧缸及油管进行排查，结果又发现一根油管破损。至此，事故的原因完全可以确定，和我们分析的完全相同。（3）事故处理和改进事故的原因找到以后，我们立即对事故采取对策：一、对于夹紧缸油管，一旦发现破损，立即更换。二、告知轧钢工，尽量疏通排水口，尽可能避免轧机底部积水。三、清理油箱，更换液压油，使系统保持稳定工作状态。同时，我们考虑到，如果把所有的夹紧缸油管更换为无缝钢管，则工作量过大，一时难以实施，所以考虑到在液压系统回油管路中加装一个单向阀，使回油路保持一定的压强，那么此种现象就可以杜绝。而在液压系统原设计中，回油过滤器使用的是PZU-400*20，我们决定更换为带有单向阀的LHN
13、-400*20F-S过滤器（图2），这样就不必改动回油管，另外加装回油单向阀，减轻了工作负担，同时又避免因改造而影响生产和污染油液。（4）改造效果 经过这次改造，在几个月的生产中，尽管偶有夹紧缸油管破损事故，但 再未发生油箱进水事故，极大地促进了生产的顺行。结束语：龙钢西轧厂中精轧液压系统，是较为关键的设备之一，它对轧线顺利换辊换槽起着重要的作用，同时，维护好该系统又能保证轧线的稳产高产，所以对该系统精心维护发现问题及时处理，使其发挥应有的作用就显得至关重要。通过以上几点的改进，使得该系统运行更加稳定，事故率得到了大幅下降，有力地配合生产的稳定顺行，并且液压油耗明显地得到了控制，取得了很好的经济效益和社会效益。参考文献1、 传动系统和液压系统故障分析。浙江水利科技。20002、 液压传动系统的故障分析。科技情报开发与经济。1999 王立华3、 液压传动系统的工作可靠度及故障率分析。机械研究与应用。2000 朱琪，杨永萍4、 实用液压机械故障排除与修理大全。湖南科学技术出版社。2004 陆望龙。
