连铸机大包滑动水口液压系统一例典型故障分析与诊断.pdf

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2 0 1 4年 1 1 月 第 4 2卷 第 2 2期 机床与液压 MACHI NE T O0L HYDRAUL I CS NO V . 2 01 4 Vo l _ 4 2 No . 2 2 D OI 1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 13 8 8 1 . 2 0 1 4 . 2 2 . 0 5 8 连铸机大包滑动水口液压系统一例典型故障分析与诊断 方涛,向忠辉,李宏磊,何洪 武钢股份设备维修总厂 ,湖北武汉 4 3 0 0 8 3 摘要 根据连铸机大包滑动水口 液压系统的工作原理,对大包滑动水口液压系统出现的一例典型故障进行了分析与诊断。 关键词滑动水 口; 液压系统; 故障诊断 中图分类号T H1 3 7 文献标识码 B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 4 2 21 8 0 2 连铸机大包滑动水口通过滑板液压缸的开启或关 闭,能够精确调节从大包到中包的钢水流量 ,使流人 和流出的钢水达到平衡,因而,大包滑动水 口是连铸 机浇铸过程中钢水的重要控制装置。文中对连铸机大 包滑动水 口液压系统出现的一例典型故障进行了分析 与诊断 ,保证了连铸机大包滑动水 口液压系统的稳定 运行 。 1 大包滑动水 口液压 系统简介 1 系统主要技术参数 工 作 压 力 2 0 MP a ;油 缸 尺 寸 1 0 0 / 5 O 一 1 7 0 ; 行程 1 5 0 m m;快 速速度 5 0 m m / s ,t 3 s ;慢 速速度 口 1 0 m m / s ,t 1 5 s 。 2 工作原理 如图 1 所示 ,操作滑板开或关,电磁换向阀 1或 2得电换向,打开液控单向阀,压力油通过换向阀 1 或 2 、液控单 向阀 5 及单 向节流 阀 6后通 向油 缸 ,驱 动油缸动作,实现滑板开或关。 1 一 快速 换 向阀2 一慢 速换 向阀3 一释 压 阀4 一切 断阀 5 、7 一 液控 单 向阀6 一单 向节流 阀8 一 单向阀9 一液 压缸 图 1 大包 滑动水 口液压 原理 图 快速与慢速动作原理。该系统主油路上设计了两 台电磁换向阀 1 Y 1 1 4 和 2 Y l 1 7 ,组成一个并 联油路给油缸供油。操作快 速开和关时,电磁阀 1 Y 1 1 4 得电,给油缸提供较大流量压力油,实现快 速动作;操作慢速开和关时,电磁换向阀 2 Y 1 1 7 得电,给油缸提供较小流量压力油 ,实现慢速动作。 释压原理。该系统设计了用于系统释压的单独油 路 ,由电磁换向阀 3 Y l 1 6 控制完成。工艺操作接 油缸软管或检修前 ,可以操作 “ 释压”按钮,电磁 换 向阀 3 Y 1 1 6 得电 ,油缸及油路 中压力油通过换 向阀直接接人回油,释放压力 ,方便操作。 事故关闭原理。为了保证铸机停电事故状态下能 够快速准确地将大包滑板关闭,该系统设计了滑板事 故关闭系统一台电磁换向阀4 Y 1 1 5 和一台液控 单向阀7 。大包滑板油缸在浇铸位时,电磁换向阀4 Y l 1 5 长期得 电,大包 滑板油缸离开 浇铸位或 事故 状态下 ,换向阀 自动失 电 ,压力油通过换 向阀直接通 向油缸无杆腔,驱动滑板 自动关闭。 2 一种典型故障现象 一 次浇钢过程中,在执行快速操作时,发现油缸 动作很慢;但在执行慢速动作时,又未发现明显异 常;在大包滑板油缸紧急关闭时,系统压力降为 1 3 M P a ,当大包滑板油缸紧急关闭取消时,系统压力恢 复为 2 0 M P a o 3 故障分析及诊断 根据现场故障特征 ,结合大包滑动水 口液压系统 的功能原理 ,作者分析主要有如下几点原因 1 释压阀3 Y 1 1 6 内泄 当大包滑板油缸紧急关闭时,两位四通换向阀4 失电 ,压力油通过换 向阀4进入油缸无杆腔 ,同时压 力油打开液控单向阀7 ,油缸有杆腔油通过液控单向 阀7回油箱,实现油缸的紧急关闭。此时如果释压阀 3 Y 1 1 6 出现内泄,势必会导致系统压力降低。而 慢速之所以无明显异常 ,是因为慢速操作本身就限制 收稿 日期 2 0 1 3 0 8 2 5 作者简介方涛 1 9 8 3 一 ,男,学士 ,工程师,主要从事连铸机设备维护工作。E mm l F r 6 2 5 4 4 3 4 2 C h i n a r e n . c o rn。 第 2 2期 方涛 等连铸机大包滑动水口液压系统一例典型故障分析与诊断 1 8 1 了油缸动作缓慢 ,所以肉眼才无法感觉。而且如果 释压阀3 Y 1 1 6 出现内泄 ,在执行快速操作时,油 液也可以通过释压阀 3回油箱 ,从 而出现快速操作 时,油缸动作很慢的现象。 但在对释压阀3进行更换后 ,发现故障现象依然 存在。为排除释压阀 3备 品也是坏的可能 之前出 现过这种现象 ,连续换 了2个释压阀,故障依然存 在,彻底排除释压阀 3坏的可能,只能继续寻找故障 点。 2 油缸9故障 现场虽未发现油缸 9有外漏的现象,但存在因为 油缸内泄导致故障的可能。在用压力表检测油缸 A、 B腔压 力 时 ,发 现 快 速 动 作 时 ,压 力 无 法 达 到 2 0 M P a ,但慢速动作时,压力又可以达到2 0 M P a ,基本 排除了油缸 9内泄的可能。但为了保险起见 ,还是对 油缸 9进行了更换,故障现象依然存在,彻底排除油 缸 9出现故障的可能。 3 快速换 向阀 1 Y 1 1 4 内泄 因为快 速 动 作 不 正 常,如 果 快 速 换 向 阀 1 Y l 1 4 内泄 ,有导致 “ 在执行快速操作时,油缸动 作很慢 ,同时在大包滑板油缸紧急关闭时,系统压力 下降”的可能。但在更换快速换向阀 1后,故障现 象依然存在,排除快速换向阀 1内泄的可能。 起初认为最重要的3种可能原因都排除后 ,故障 点就显得 比较隐蔽了。结合在对油缸9进行测试发现 两腔压力 可 以达 到 2 0 MP a的实 际情 况 ,油缸 9 、释 压阀3 、切断阀4 、单向阀8 、液控单向阀7显然已经 没有出现故障的可能,快速换 向阀 1的可能也排除, 液压故障点只能停留在快速和慢速动作阀组这两个液 压回路上。 对快速或慢速动作这两个液压 回路进行分析 ,无 论执行快速还是慢速操作 ,油液都是通过换 向阀 ,经 过液控单向阀5 、单向节流阀6 ,然后到达油缸 9的 两腔,实现油缸的开或关 、 两个动作回路之间想要不 发生相互影响,在排除换向阀 1或2同时动作的可能 时 实际上程序设计无这一可能 ,完全靠液控单向 阀5来实现。如果液控单向阀 5出现内泄导致液控单 向阀5长期处于开启状态,势必存在发生上述所有故 障现象的可能。因为快速操作异常,慢速操作无明显 异常,作者便对慢速动作阀组的液控单向阀 5 . 2进行 了更换 ,随后发现故障现象消失,证实液控单 向阀 5 . 2才是导致此次故障现象的根本原因。把液控单向 阀5 . 2解体后发现,液控单向阀的一端弹簧断,不能 锁紧油路。 4小结 经上所述 ,其实这 次故 障就是 因为慢速动作 阀组 中的液控单向阀的一端弹簧断,导致不能锁紧油路, 从而造成故障。 通过此次典型故障,作者认识到 1 应高度重视液压故障诊断过程中的数据分 析,数据采集与分析往往是系统故障、复杂故障的关 键环节 ; 2 故障分析一定要找到最深层次的根本原因, 要坚信故障的发生绝对有原因,绝非 “ 无中生有” 。 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 ]陈志强. 一种多功能商标印刷机的设计 [ J ] . 液压与气 动 , 2 0 0 7 1 2 5 3 5 4 . [ 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 O 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 o 6 . [ 6 ]雷天觉. 新编液压工程手册[ M] . 北京 北京理工大学出 版社 , 1 9 9 8 . 上接第 1 7 9页 使用过程中应尽量避免 ,如通过对机床进行合理的维 护,对机床的切削、特别是生产过程中产生的较大的 带状屑进行及时有效断屑和清理 ,可有效阻止带状屑 卡人刮舌与滑枕表面之间,并避免由此产生的刮舌材 料的撕裂性破坏失效。 4结论 通常情况下 ,由于机床刮屑板相对于机床的组成 部件来说只是非常渺小的零部件。因此,多数情况下 刮屑板的失效及分析都未能引起人们的足够重视,更 鲜有见到与此相关的文献研究。由于刮屑板的成本低 廉 ,操作人员通常会在刮屑板失效后直接将其替换 掉。如果 可以对 机床刮屑板 的失效形式 和应对策略进 行深入的分析,不仅可以提到机床的使用效率 ,更可 以有效降低机床的使用成本和维护成本。 文中对机床刮屑板应用的技术背景和在立式车铣 中心机床上的安装进行了深入、全面的介绍。并对机 床刮屑板的组成和设计进行了必要陈述。通过对刮屑 板失效形式的分析,提出了切实有效的应对措施和解 决途径 。 参考文献 [ 1 ] 徐桂兰. 金属切削加工基础 [ M] . 成都 西南交通大学 出版社. 2 0 1 1 . [ 2 ]刘利. 标准刮屑板的应用[ J ] . 上海机床, 1 9 9 4 1 4 8 4 9 .
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