脱硫倾翻钩液压系统故障分析与改进.pdf

2 0 1 4年 4月 第 4 2卷 第 8期 机床与液压 MAC HI NE TO0L＆ HYDRAUL I CS Ap r ． 2 01 4 V0 1 ． 4 2 No ． 8 D O I 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 1 3 8 8 1 ． 2 0 1 4 ． 0 8 ． 0 5 1 脱硫倾翻钩液压系统故障分析与改进 方涛 ，向忠辉 ，肖矿荣 武钢股份设备 维修 总厂 ，湖北武汉 4 3 0 0 8 3 摘要 根据脱硫倾翻钩液压系统的工作原理 ， 对倾翻钩油缸 自动上抬故障现象进行了分析与诊断， 采用中位机能为 Y 型的电液换向阀取代原中位机能为 O型的换向阀，改进后消除了类似故障。 关键词 脱硫倾翻钩 ；液压系统； 故障 中图分类号T H1 6 5． 3 文献标识码 B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 81 5 92 炼钢厂脱硫工艺是利用镁粉将铁水 中的硫形成 浮 渣脱离钢水。再采用扒渣机清除铁水表面的浮渣，在 扒渣过程中需要将铁水罐倾翻一个角度。某炼钢厂采 用一种倾翻钩设备来倾翻铁水罐，就是采用液压油缸 作执行元件 ，下面驱动一个钩子。扒渣时，将钩子钩 住铁水罐 ，然后驱动油缸上升，将铁水罐倾斜一个角 度 ，便于扒渣，扒渣完成后，油缸下降，铁水罐复 位 。 1 脱硫倾翻钩液压设备工艺简介 倾翻钩设备结构如图 1 所示，主要由油缸 ，倾翻 钩 ，上 、下 极 限 组 成 ，油 缸 规 格 为 6 3 2 o ／ 1 8 o 2 5 0 0 。当扒渣开始时，油缸驱动倾翻钩上升，带动 铁水罐倾斜 ，碰到上极限后停止，铁水罐倾斜一个角 度。扒渣工序完成，油缸驱动倾翻钩下降，碰到下极 限后停止 ，铁水罐复位。 图 1 倾翻钩设备示意图 2 脱硫倾翻钩液压原理简介 倾 翻钩液压原理 图见 图 2 。 I 倾翻钩上升。换向阀左位得电，压力油经 过单向节流阀、液控单向阀、平衡阀进入倾翻钩的有 杆腔 ；同时无杆腔油液经过单向减压阀、单向节流阀 向阀 位机 能o 1 图2 倾翻钩液压原理图 后回油箱，实现倾翻钩的向上提升。 2 倾翻钩下降。换向阀右位得电 ，压力油经 过单 向节流阀 、单 向减 压 阀、进 入倾 翻钩 的无 杆腔 ， 同时压力油还充当控制油路打开液控单向阀；有杆腔 油液经过 平衡 阀 、液 控单 向 阀 、单 向节 流 阀后 回 油 箱 ，实现倾 翻钩的向上 提升。 3 倾翻钩静止。换向阀电磁铁不得电，倾翻 钩处于静止状态 。 通过对倾翻钩液压控制原理的分析可知 ，换向阀 得失电状态是液压系统的关键所在。其中平衡阀不仅 能使油缸在下行运动时候平衡超越负载和垂直向下的 自重，达到运动平稳的目的；也充当防爆阀的作用， 如受到液压冲击导致油缸有杆腔油液压力超高时，可 以使得平衡阀迅速处于断开位 ，防止油管爆裂。 3 一种液压故障的分析 1 故 障现象 倾翻钩液压系统投入生产使用后 ，发生过几次倾 翻钩油缸 自动上抬故障现象 ，由于倾翻钩是用来提升 铁水罐的，在生产中如倾翻钩不受人工控制而自动上 升将有可能造成泼铁 ，溢出铁水很容易使液压系统着 收稿 日期 2 0 1 3 0 2 0 5 作者简介方涛 1 9 8 3 一 ，男， 本科，工程师，主要从事连铸机设备维护工作。E m a i l F T 6 2 5 4 4 3 4 2 C h i n a r e n ． c o rn。 1 6 0 机床与液压 第4 2卷 火 ，直接造成生产中断，甚至造成安全事故。 2 故障分析及诊断 ①对照脱硫倾翻钩液压系统原理图分析，倾翻钩 油缸上抬 ，可 以肯定油 缸下腔 必然会 有压 力油进 入。 从倾翻钩液压系统原理图来看 ，系统压力油要想进入 油缸下 腔 ，必须 要 经过 电液 换 向 阀 ，除此 外别 无 它 路，因此电液换向阀在这里是关键所在。实际上每次 发生故障更换电液换向阀后才恢复正常。 ②以上分析只是找出了故障部位所在，但具体原 因还必须根 据电液换 向阀的结构 图来进 行分析 。图 3 为目前在脱硫倾翻钩液压系统 中使用的中位机能 O 型电液换向阀结构原理图。 图 3 倾翻钩电液换向阀结构原理图 中位机能 O 图示 阀芯处 于 中 位 时 ，压 力 油路 P 、A、B、T 等均不通 ，但当阀芯有磨损时，虽然换 向阀没有换 向，但 P腔的压力油仍可 以从阀芯间隙泄漏到紧邻 旁边的 A腔或 B腔 见 图4 。由于这个泄漏过程 很慢，当泄漏量积累到一定时，油缸才会上抬至离 开下限位 。并 在操 作 台上 显示 ，发生 油缸 自动上 抬 情 况 。 图4 换向阀处中位时压力油可能泄漏示意图 4 改进措施 因为液压换 向阀大多采用滑阀结构 ，阀芯不可避 免地会发生磨损，因此要解决磨损 的问题几 乎不可 能。关键问题是虽然存在泄漏问题，但只要 A、B工 作腔不带压即可。所以作者经过仔细分析后决定改用 滑阀中位机能为 Y型的电液换向阀取代原 阀，该阀 结构示意 图如 图 5所示 。 K l A P B T K2 图 5 倾翻钩电液换向阀结构原理图 中位机能 Y型 从 图中可明显 看 出阀芯处 于中位 时的通 路情况 ， A、B两工作腔在图示位置均与回油 T腔接通，因此 这时候即使电液换向阀产生内泄油，也会直接通过回 油腔流回油箱，而不会在工作腔内生成压力，避免停 止时产生冲击和振动，对油缸也就不会产生任何影响 了。同时 Y型机 能 的好 处 还在 于换 向阀 中位 时 ，液 控单向阀控制端无压力，保证液控单向阀封牢。改进 后 的液压系统原理图如图 6 所示 。 单 向减 能Y1 图 6 改造后 的倾 翻钩液压原理图 5结论 采用 Y型阀取代原 O型 阀后，使用情况 良好， 类似故障没有发生。此项改进措施在保证原液压回路 特点的情况下 ，消除了铁水罐 自动上升的故障，保证 了安全 ，项 目投入少 ，效益 高。 参考文献 【 1 】黄志坚． 液压设备故障诊断与检测实用技术[ M] ． 北京 机械工业 出版社 ， 2 0 0 5 ． 【 2 】 黎放柏． 电液比例控制与数字控制系统[ M ] ． 北京 机械 工业 出版社 ， 1 9 9 7 ． 【 3 】 成大先． 机械设计手册 第 5 卷[ M] ． 北京 化学工业 出 版社， 2 0 0 8 ． 【 4 】 黄浩， 向忠辉， 丁明． 顶升台架液压系统异常故障的分析 及处理[ J ] ． 机床与液压， 2 0 0 4 1 1 2 0 22 0 3 ． 【 5 】 姜继海． 液压与气体传动 [ M] ． 北京 高等教育 出版社， 2 0 06． 【 6 】雷天觉． 新编液压工程手册[ M] ． 北京 J L 京理工大学出 版社 ， 1 9 9 8 ．