资源描述：
液 压 气 动 与 密 封 ， 2 0l 1年 第 5期 A V 4 0 1 2轴流鼓风机伺服液压 系统污染控制的研究与应用 石祚林 南通宝钢钢铁有限公司炼铁厂 ， 江苏南通2 2 6 0 0 2 摘 要 对 A V 4 0 一 l 2轴流鼓 风机伺服液压系统故障的主要原因进行分析后 ， 从设计 、 安装 、 维护管理等上面提出了解决 办法 ， 通过从源 头上人手 ， 增加过滤油箱用 以提高系统的清洁度 ， 从而将油液污染度控制在许可值之内。 关键词 液压伺服系统； 清洁度； 控制 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 1 0 5 - 0 0 5 6 0 3 S t u d y a n d Ap p l i c a t i o n o n Ax i a l Bl o w e r El e c t r oh y d r a u h c S e r v o S y s t e m Po l l u t i o n S Co nt r o l SHI Zu o -l i n N a n t o n g B a o s t e e l C o ． ， L T D ． ，i r o n w o r k s ， N a n t o n g 2 2 6 0 0 2 ，C h i n a Ab s t r a c t Af t e r a n a l y z i n g t h e ma i n c a u s e o f AV4 0- 1 2 a x i al b l o w e r e l e c t r o - h y d r a u l i c s e r v o s y s t e m ’ S f a u l t ． I s e t a s o l u t i o n o n d e s i g n ， i n s t a l l a t i o n ， ma i n t e n a n c e e t c ． P r o c e e d f r o m the o r i g i n ， a d d i n g f i l t r a t i o n o i l t a n k s t o i mp r o v e t h e s y s t e m ’ S c l e a n l i n e s s ． T h e n t o c o n t r o l the o i l p o l l u t i o n l o a d a mo n g t h e s tan d a r d v a l u e ． Ke y W o r d s e l e c t r o - h y d r a u l i c s e r v o s y s t e m； c l e a n l i n e s s ； c o n t rol U 刚 舌 液压伺服系统随着现代化工业 的飞速发展 ，广泛 的运用于各行各业。据统计资料表明． 液压和润滑系统 中 7 0 ％以上的故障是由于污染造成 的。特别是在伺服 油源系统中．污染造成 的危害更为严重。宝通钢铁 于 2 0 0 4年新上 的 A V 4 0 1 2轴流鼓风机压缩机的静 叶调 节机构和防喘振阀即为伺服液压缸和电液伺服阀提供 动力的伺服油源系统 。此系统是高炉的心脏系统 ， 该系 统是否安全 、 可靠地运行 。 决定 了高炉生产能否顺利进 行。因此 ， 探讨液压系统污染的原因与控制措施具有重 要的现实意义。 1 鼓风机伺 服液压 系统污染源 的分析与 研究 1 ． 1伺服液压 系统简介 图 1 是宝通钢铁 A V 4 0 1 2轴流鼓风机伺服液压站 原 理 图。 收稿 日期 2 0 1 1 - 0 1 2 6 作者 简介 石柞林 1 9 8 2 一 ， 男 。 学士 ， 助理工程 师 ； 现在南通宝钢 钢铁有 限公 司炼铁厂从事设备管理业务。 5 6 图 1 AV4 0-1 2轴 流 鼓 风 机 伺 服 } 酲压 站 腺 理 豳 该液压系统是为 A V 4 0型轴流压缩机静叶角度调 节机构和防喘振 阀提供所需 的动力系统为伺服液压缸 和电液伺服阀提供动力油 ，即为伺服马达 伺服液压 缸和 电液伺服阀提供动力油。其配备两 台液压泵 、 4 5 0 L的不锈钢油箱一个 、 1 6升的蓄能器两只 、滤油器 两只和一台冷油器。 站外设备包括 B D1 5的电液伺服阀 一 只， S M1 0 0伺服马达两只。 1 ． 2运 行现 状分 析 根 据 系统要求 液压 油 的污 染度 不低 于 N A S 1 6 3 8中 Hy dr au l i c s Pn e uma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 5． 2 01 1 择滤芯的型号为 S F R A 一 2 5 0 * 5 ，其过滤精度也为 5 m， 用于主油箱的过滤 如图 2所示 。 的 6级以上的清洁度 。该鼓风机液压系统经过一段时 间的运行 ．发现静叶调节的伺服马达时常发生颤抖现 象以及调节角度滞后延迟现象。造成伺服 阀失灵， 不能 再正常使用 。伺服阀经解体发现为污染物堵塞 ， 为液压 油的清洁度下降导致。因此油液的清洁度 问题摆在 了 首位。通过研究总结发现问题如下 1 原设 计 中油 箱无 独 立 的循环 过 滤 系统 ， 只有 一 个 可相互 切换 的 Z U H1 0 0 * 5 S的纸 质 过 滤 器 。且 液 压 泵 的出 口处未 设 置过 滤 器 。油 箱密 封 不严 导致 外 界 污 染物进入油箱。液压油经长时间运行 ， 容易产生污染 ， 精度不容易达到系统要求。 2 原设计 中的加油方式为新油经滤油小 车过滤 后直接加入油箱 ，虽然油 液经过过滤精度 为不低 于 5 1 x m的滤油小车加入。但由于没有足够 的循环过滤时 间。 经过取样检测 ， 经过滤车过滤后的新油清洁度只能 达到 7级 ． 远远不能达到系统的要求 。因而容易导致伺 服阀失灵影响高炉的生产 。 3 由于 冷却 水 的温 度 在 8 ～ l 0月 份 无法 达 到 系统 所要求的水温。使冷却器的冷却效果不明显， 温度时常 高达 5 5 ℃以上 ， 超过系统的设计温度。长时间的高温容 易引起油液的变质及部件的损害。 4 液压系统检修维护时， 不注意清洁 ， 液压软管 、 伺服阀、 伺服马达等油口不封闭 ， 极易将污染物带到系 统里去。液压元件出厂时密封不合格 ， 或安装液压元件 时不认真清洗及备件的保存不规范等等都会对系统造 成 污染 。 5 设备管理 、 维护人员技术素质有待提高。有 的 责任心不强 ， 不按规程维护设备 ， 不按规定用滤油小车 加油 。加 油后甚 至 出现加 油 口不 及时 封 闭等现象 。 由于上述 问题的存在 ， 使液压油容易产生污染 ， 使 油液清洁度下降 ， 堵塞伺服阀芯使 系统不能正常工作。 平均每年需更换伺服阀达到 4只之多 ，直接经济损失 达 5万元之多， 严重影响了正常的生产。 2 鼓风机伺服液压 系统 污染控 制改造 方 案及对策 通过一段时间的运行及对油 品的检化验跟踪 ， 我 们发现了系统设计上的不足之处造成了系统液压油精 度达不到要求 的主要原因，也是造成伺服阀卡阻的重 要形成原因。针对上述的问题 ， 我们对原系统进行新 的 改进和设计。 改进方法如下 1 在原有的油箱上增加一个 自循环过滤装置 ， 选 图 2备 用 油 箱 系 统 简 图 2 在原有油箱的基础上增加一个过滤油箱 ， 过滤 油箱的容积为 l m ， 用于过滤和储备高清洁度油品。过 滤油箱上设置一套 自过滤循环系统 ， 设有一台过滤器， 选择 滤 芯 的型号 为 S F R A 一 2 5 0 * 5 ，其 过 滤精度 为 5 tx m。 新油加入过滤油箱后 ．经过过滤油箱的长时间循环过 滤使油液达到 N A S 6级 以上后备用 。当油箱需要补油 时 ， 加入过滤油箱的高精度油， 使 系统内的液压油满足 系统要求 如图 3所示 。 幽 3改 进 后 的 主 油 箱 系 统 衙 图 3 在主油箱的 自循环过滤装置 中加入一套冷却 器 ， 用于系统的冷却 ， 并取得了不错的效果。 4 在检修维护系统时 ， 要特别注意清洁。拆卸的 阀体 、 管件要认真清洗并封 口。设置必要的液压元件冲 洗装置 ， 确保更换上 的阀体 、 管件等清洁干净 ， 避免对 伺 服 系统造 成 污染 。 5 加强对设备管理 、 维护人员的素质教 育 ， 增强 其责任心。完善各项规章制度 ， 杜绝人为因素造成的系 统 污染 。建 立系统 滤 芯更换 记 录及系 统换 油记 录 台账 在系统运行期间定期对油品进行检测化验。做好油品 污染在线检测防治工作。 57 液 压 气动 与 密 封 ， 2 0 1 1年 第 5期 3 使用后效果 通过改进后将近两年的实际使用情况来看 ，改进 后 的 A V 4 0 1 2轴流鼓 风机伺服液压系统在使用 副油 箱 中循 环过滤的高精度液压油加 入到主油箱进行 使 用 ，系统 中使用 的液压油 的精度能够保持到 N A S 5级 水平 ， 较好地控制了液压油的清洁度。 使该伺服液压系 统 能够 一直 稳 定 的工 作 ， 再 也 没有 出现 因伺 服 阀堵 塞 ， 造成系统工作失效 的情况 ，使得高炉的心脏能够稳定 的跳动， 保持了较高的运行效率 ， 满足了高炉生产 的需 要 。 上接第 3 1 页 一 一 一 一 - 一 - - - - - - 由 2 2 0 2 7 2 8 3 1 可 得 第 二 时 间 段 阀 口的 开 口面积 、 ／ 3 2 c a o 2 V P 式中p 。 初始时刻容腔压力； p 广上一时间段泄压结束时的压力。 可由式 9 反求得到。 由上可依次得出第 it ／, 时间段 的阀口开启面积 ％的 求解 式 ％ 、 ／ 3 3 c 4 q o n V P 式中p 。 一 为 n 一 1 时间段结束时的压力。 由式 3 3 我们可以得出卸压阀的开 15面积随压力 变化的规律 。 如图 6所示 。 ． 线 3 结论 本文通过卸压过程的分析 ，推导了固定节流 I 1 的 卸压 过 程 ， 得 出了卸 压 时 间与 容腔 的初 始压 力 、 阀 口的 5 8 参考 文献 【 1 】 宋锦春， 苏东海， 张志伟． 液压与气压传动【 M】 ． 北京 科学 出版 社 ． 2 0 0 6 ． 【 2 ] 李壮云， 葛宜远， 陈尧明． 液压元件 与系统【 M】 ． 北京 机械工业 出版 社 。 2 0 0 0 ． 【 3 】 夏志新． 液压系统污染控制【 M 】 ． 北京 机械工业出版社， 1 9 9 2 ． [ 4 ] 刘长年． 液压伺服系统优化设计 理论【 M 】 ． 北 京 冶金工业 出版 社 ． 1 9 8 9 ． 【 5 】 章国栋． 系统可靠性与维修性 的分析与设计【 M】 ． 北京 北京航 空航 天 大 学 出 版社 ， 1 9 9 0 ． 【 6 】 赵静波， 柯建强． 液压系统油液污染控制【 J 】 ． 液压气动与密封 ， 2 0 0 7 0 5 1 ． 面积以及容腔的体积之间的关系。通过对振动、 冲击及 气蚀影响的分析 ，可知如果在卸压过程 中从控制卸压 过程 的动量 ／ T H ／的变化量 出发 ， 使每次的改变量不超过 临界动量变化量 A m。 l ， ， 便可得 出无冲击快速卸压过程 中阀 口面积与压力变化之间的关系随着压力的降 低阀 口开 口面积随之增加 。为快速高效卸压阀的设计 提供了依据。 参 考 文 献 张建成 ， 等． 卸压 阀与卸压过程的计算机控制[ J ] ． 液压与气动 ， 1 9 8 7 3 ． 姚平喜． 液压机油压与节能 的关 系f J 】 ． 锻压机械 ， 1 9 9 1 3 ． 李南 ， 等． 液压机卸压 冲击的研究[ J 】 ． 新技术新工艺 数字技术 与机械加工工艺装备 ， 2 0 0 9 4 ． 周士 昌， 等． 阀控油缸 系统速度转 换的最佳控制【 J 】 ． 机床 与液 压 ． 1 9 8 7 1 ． 吴志章． 怎样估算 简单液压管路的谐振频率和谐振峰值[ J ] ． 机 床与液压 ， 1 9 8 4 6 ． 王丽薇 ， 杨文 一 ， 高殿荣． 大 型快锻液压 机卸压 管道振 动分 析与消振措施[ J ] ． 液压与气动 ， 2 O L O 1 o ． 李贵平 ， 刘宏 友 ， 王广 丰等． 电液 比例 溢流阀控 式横 向半主 动油压减振器阻尼特性研究 【 J J ． 液压气动 与密封 ， 2 0 0 8 1 ． 黄德莹． 液压系 统节能理念 的应用 与分析【 J 】 ． 液压 气动与密 封 ， 2 0 1 0 4 ． ⋯
展开阅读全文
