水-乙二醇液壓站故障分析與改造

008年3月機床與液壓Mar.2008第36卷第3期MACHINE TOOL hydraulicsVol 36 No. 3水-乙二醇液壓站故障分析與改造盂有平,潘海濤2,閆利軍1,李宣,汪友龍(1.內蒙古科技大學(xué)機械學(xué)院,內蒙古包頭014010;2.內蒙古煤田地質(zhì)局151隊,內蒙古包頭014040)摘要:根據水-乙二醇液壓介質(zhì)的應用特性,分析了某煉鋼廠(chǎng)鑄機液壓站的故障,并對其液壓系統進(jìn)行了有效改造此改造方法對鑄機液壓站的設計和維護有重要意義。關(guān)鍵詞:鑄機;液壓站;水-乙二醇;故障分析中圖分類(lèi)號:TH137文獻標識碼:A文章編號:1001-3881(2008)3-189-2The Troubleshooting and Refitting of the Water-glycol Hydraulic SystemMENG Youping, PAN Haitao, YAN Lijun, LI Xuan, WANG Youlong(1. School of Mechanical Engineering, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China;2. 151 Teams of Coalfield Geology Bureau of Inner Mongolia, Baotou 014040, China)Abstract: According to the application characters of the water-glycol hydraulic pressure medium, the fault of the hydraulic preg-sure system of a steel plant was analysed and reformed which is meaningful for the design and maintenance of the hydraulic station forcasting machine.Keywords: Casting machine; Hydraulic station; Water-glycol; Fault analysis某煉鋼廠(chǎng)安裝一套鑄機液壓系統,使用461.3揮發(fā)性水-乙二醇液作為傳動(dòng)介質(zhì)。調試時(shí)出現多臺泵噪聲水-乙二醇在液壓介質(zhì)在敞開(kāi)的環(huán)境中會(huì )慢慢地異常變大,輸出低壓或無(wú)輸出壓力的現象。經(jīng)查明:揮發(fā),溶液中的水分也會(huì )蒸發(fā),同時(shí)水-乙二醇介質(zhì)泵產(chǎn)生了機械損壞,導致系統無(wú)法正常運行。本文根也吸收空氣中的水分或其它氣體成分,使性質(zhì)發(fā)生改據水-乙二醇的相關(guān)特性,對整個(gè)液壓泵站的整個(gè)不變,嚴重時(shí)會(huì )導致不能使用。合格的水-乙二醇液壓合理設計進(jìn)行了分析改造。介質(zhì)含有氣相防腐劑,可保護封閉油箱內介質(zhì)上方的1水一乙二醇介質(zhì)的主要特性碳鋼類(lèi)材料不被氧化。1.1粘溫特性1.4潤滑性水-乙二醇介質(zhì)的粘度隨著(zhù)溫度的升高而降低,水-乙二醇液壓介質(zhì)對運動(dòng)摩擦副的潤滑性稍實(shí)測某N46水-乙二醇液壓介質(zhì)在20℃時(shí)的運動(dòng)粘差,不能在金屬表面生成牢固的極壓潤滑膜。這一點(diǎn)度約為80mm2/s,40時(shí)約為43mm2/s,50℃時(shí)約為對重載的滾動(dòng)軸承影響較大,通常滾動(dòng)軸承支撐的齒31mm2/s。粘度指數為16。粘度隨含水量的降低而輪泵和軸向柱塞泵,一般只能按50%額定壓力工作。增加,變化比較敏感,水分蒸發(fā)或外界水分進(jìn)入都會(huì )2原液壓站的介紹改變溶液的粘度。1.2腐蝕性水-乙二醇液壓液呈堿性,實(shí)測某N46水-乙醇液壓介質(zhì)的pH值約為9.5。合格的水-乙二醇液壓介質(zhì)有液相防腐劑,對浸泡其中的鋼鐵類(lèi)金屬材14|161、2、3、45—對夾式蝶閥11過(guò)濾器料、銅或黃銅材料(青銅除外),不產(chǎn)生腐蝕作用,920、21一球閥般的液壓閥、液壓泵均可直接使用,但定貨時(shí)需要特別聲明,以便廠(chǎng)家作相應的調整,因為有些液壓用24-油箱材料會(huì )與水-乙二醇液壓液發(fā)生化學(xué)反應。如聚氨脂材料的密封圈、密封墊,金屬材料如鋅、鎘、鉛等有機玻璃材料的液位計、一般油漆等均會(huì )與水-乙二醇發(fā)生反應,產(chǎn)生異物污染液壓系統圖1原液壓站原理圖收稿日期:2007-05-08作者簡(jiǎn)介:孟有平(1982-),男,內蒙古烏盟人,在讀碩土研究生,主要從事流體傳動(dòng)與控制方面的研究。電話(huà)13624723833,E-mail:mengyouping456123@163.com.190機床與液壓第36卷原系統液壓站的工作原理如圖1所示,油箱體積(1)將原系統4臺泵共用一根吸油管道的方式m3,系統的工作壓力是2MPa,控制著(zhù)大包、中包改為每臺泵單獨吸油的方式,如圖2所示。經(jīng)計算等設備上40多個(gè)執行元件,主泵為EA0V025DR單獨吸油管道內徑應為d60mm,但考慮到水-乙二恒壓變量柱塞泵,泵的工作制度是三用一備。醇介質(zhì)粘度隨溫度變化差異大的特殊性,一般要比使3故障分析與改造用相同流量礦物油時(shí)的管徑大10%~15%,故將吸對原系統液壓站不合理設計進(jìn)行分析,存在如下油管道的型號改為d80mm×4.5mm6個(gè)問(wèn)題。(2)以水一乙二醇作為介質(zhì)時(shí),應在吸油口保3.1蝶閥選擇有誤證有0.02MPa的正壓,所以在這次改造中,將整個(gè)原系統在泵的吸油管上使用不帶限位的對夾式蝶油箱抬高lm,使泵的吸油口有一定正壓,保證泵的閥,這樣很容易造成蝶閥關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)泵的誤操作,因·吸油暢通而造成對泵的機械損壞,所以在這次改造中,將對夾33泵的選型不合理式蝶閥改為帶限位的對夾式蝶閥,如圖2所示。當蝶原系統采用 REXROTH生產(chǎn)的EA10VS0型恒壓閥關(guān)閉時(shí),限位蝶閥的開(kāi)關(guān)量信號沒(méi)有到達泵站PC控變量泵,該泵屬于中型泵,額定工作壓力是25MPa制系統,此時(shí)液壓泵不能啟動(dòng),只有對夾式蝶閥打開(kāi)峰值壓力是35MPa,不適合在水-乙二醇介質(zhì)下的時(shí),開(kāi)關(guān)量信號到達泵站PC控制系統,此時(shí),液壓泵中高壓系統,改選用 EA4VSO型恒壓變量泵,該泵屬具備啟動(dòng)條件,可以安全啟動(dòng),實(shí)現對泵的安全保護。于重型泵,額定工作壓力是35MPa,峰值壓力是40MPa,用于水-乙二醇介質(zhì)下的中高壓系統是比較合適的。3.4泵泄油管道設計有誤4臺泵共用一根小28mmx4mm泄油管道,容易造成泄漏口回油不暢,尤其當某一個(gè)泵配油盤(pán)磨損嚴重時(shí),將會(huì )有大量的油液從泄漏口回油箱,當回油不暢時(shí),容易損壞泵軸頭的旋轉密封造成漏油,嚴重時(shí)會(huì )損壞泵的殼體。所以4臺泵的泄油口均改接d28mm膠管單獨回油箱,使泵殼體壓力不得超過(guò)0. 02MPa.43.5安全閥塊設計不合理原系統4臺泵共用了一個(gè)溢流閥,雖然實(shí)現了系統過(guò)載保護功能,但是不能實(shí)現泵的空載啟動(dòng),故泵1、2、3、4帶限位對夾式蝶閥5、6、7、8-EA4VSO在啟動(dòng)時(shí)帶有很大的轉矩,拌有較大的振動(dòng)和沖擊型恒壓變量泵9、10、11、12-泵用安全塊13、14、也影響著(zhù)電機和泵的使用壽命。在這次改造中,將每15、16過(guò)濾器17、18、19、20單向閥21、22、臺泵單獨配置安全塊,當按下泵啟動(dòng)按鈕時(shí),電磁換23、24—球閥25一蓄能器26-油箱向閥得電,泵卸荷啟動(dòng),38后電磁鐵失電,泵卸荷圖2改進(jìn)后的液壓站原理圖結束,實(shí)現泵空載啟動(dòng),提高了泵和電機的使用壽3.2泵組吸油不暢4臺泵共用一根408mx45m無(wú)縫吸油管3.6油箱的設計不合理原系統油箱使用普通碳鋼板制作,由于一般用的30√q防銹涂料均不耐水一-乙二醇,焊接、除銹、磷化、清式中:d為管道內徑潔等處理后直接使用,制造工藝簡(jiǎn)單,油箱的密閉性Mh、為管道流量,q.=125mL×1480min÷做得不好,在液面附近,很容易產(chǎn)生銹蝕而污染液壓06×3=9.25×10m3/s;系統。另外,原油箱體積也偏小,不能滿(mǎn)足系統的氣為液流速度,一般取1m/s泡消除和散熱要求。所以在這次將油箱改做成1Cr3得d≥1130√9.25×1071=109mm>99mm材料的全不銹鋼油箱圓型油箱,由于水-乙二醇液壓當3臺泵在全排量狀態(tài)下輸出時(shí),容易造成泵吸液的消泡性能稍差,為了便于消泡,油箱設計成兩油不足,在泵的吸油口形成真空甚至負壓,使泵噪聲室,用開(kāi)窗帶濾網(wǎng)的傾斜鋼板隔開(kāi),油箱體積至少取加大,甚至產(chǎn)生氣蝕現象,從而造成泵的損壞。改造泵每分鐘最大輸液量的3~5倍以上,所以這次將油措施:(下轉第192頁(yè))192機床與液壓第36卷No210c00X55Z292M231X45No220G92X47.2Z231.5F1.5車(chē)螺紋No230X46.8NO240X46.3No260c00X200Z350退至起點(diǎn)加工后,工件質(zhì)量提高,經(jīng)過(guò)半年的的使用情況證明:改造之前刀具磨損、破損全憑操作人員觀(guān)察來(lái)進(jìn)行更換,配置刀具監控儀之后,減少故障停機時(shí)間的75%,提高生產(chǎn)率20%~50%,提高機床利用率50%以上,而且可以避免刀具失效所導致的工件報廢及圖3加工零件機床故障,節省成本達30%左右,取得了預期的效果。(1)根據圖紙確定工藝方案及工藝路線(xiàn)。先切參考文獻削外輪廓面自右向左加工,然后切槽,最后車(chē)螺紋?！?】任玉田,機床計算機數控技術(shù)[M]·北京理工大學(xué)(2)選擇刀具,選用三把不同的刀車(chē)外圓、切出版社,1996槽、螺紋。選擇換刀點(diǎn),以使在換刀過(guò)程中,刀具和【2】王愛(ài)玲,現代數控原理及控制系統[M].國防工業(yè)工件、機床及夾具不會(huì )碰撞出版社,2002(3)確定切削量,車(chē)外圓時(shí),主軸轉速確定為3張建鋼,數控技術(shù)[M).華中科技大學(xué)出版社,630/mn,進(jìn)給速度為F15。切槽,主軸轉速為 Erki Jantunen. A summary of methods applied to tool con-315r/min,進(jìn)給速度為F0.1,車(chē)螺紋時(shí),主軸轉速為dition monitoring in drilling [J]. Intemational Journal of200r/min,進(jìn)給速度為F15。Machine Tools Manufacture. 2002. 42: 997-10104)編程,確定點(diǎn)O為工件坐標原點(diǎn),將點(diǎn)A【s】 C Scheffer,P: S. Heyns, Tool condition monitoring system(換刀點(diǎn))作為對刀點(diǎn),即是程序起點(diǎn)。an overview [C]. In: Proceedings of the Intemational01000Conference on Competitive Manufacturing( COMA01)Noo10c50X200Z350坐標設定Stellenbosch, South Africa, 2001: 287-298Noo20c00G99S630M03T+0101【6】明興祖.數控自動(dòng)編程系統中后置處理的實(shí)現[]No030C41X41.8Z292組合機床與自動(dòng)化加工技術(shù),2002(1):29-31NoO40c01X47.8Z289F.15倒角No050W59d478(上接第190頁(yè))退刀箱的體積做為5m3,并將原來(lái)的有機玻璃液位計改為No070X62W60磁翻板液位計。4結論No090 G11 X80 K-1退刀倒角經(jīng)過(guò)對系統液壓站的合理改造后,液壓系統現運No100c01W-19行平穩良好,迄今為止還沒(méi)有出現大的故障,實(shí)踐證No110G22U0W60R70圓弧明,對該液壓站的分析和改造是科學(xué)和合理的。NO120c01z65參考文獻No130X90退刀【】雷天覺(jué),楊爾莊,李壽剛.液壓工程手冊[M].北N140C00C40X200Z350退刀京理工大學(xué)出版社,1998.NO150S315T0404【2】路甬祥,液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊[M].北京:機械工業(yè)NO160c00X55230【3】液壓系統工作介質(zhì)使用規范JBT10607-2006機械工No170c01U-10F.1切槽業(yè)出版社No175c04U50延時(shí)【4】周桂如,馬驥,全永昕.流體潤滑理論[M],杭州:No180U10退刀浙江工業(yè)大學(xué)出版社,1990.No190c00X200Z350【5】深入淺出西門(mén)子S7-300PLC[M],北京:北京航空No200S200T0303航天大學(xué)出版社,2004.8