连铸机大包滑动水口液压系统优化设计.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 3年 第 0 4期 连铸机大包滑动水 口液压系统优化设计 方 涛 ， 向忠辉 ， 李宏 磊 ， 何 洪 武汉钢铁集团公 司， 湖北 武汉4 3 0 0 8 0 摘要 该文从连铸机大包滑动水 口液压系统 的工作要求着手 ， 对原液压 系统存在 的问题进行了分析 ， 并提 出了优化设计方案。 关键词 滑动水 口； 液压系统 ； 优化设 计 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 3 0 4 0 0 1 2 0 3 Th e Op t i mi z a t i o n De s i g n o f Hy d r a u l i c S y s t e m f o r Ca s t e r Pa c k a g e S l i d i n g No z z l e F ANG T a o， XI ANG Z h o n g - h u i ， L I Ho n g - l e i ， HE Ho n g Wu h a n I r o n a n d S t e e l G r o u p C o r p o r a t i o n ， Wu h a n 4 3 0 0 8 0 ， C h i n a Ab s t r a c t Ba s e d o n t h e o p e r a t i o n p r i n c i p l e o f t h e c a s t e r P a c k a g e S l i d i n g No z z l e h y d r a u l i c s y s t e m， t h e f a i l u r e a n a l y s i s o f t h e c a s t e r p a c k a g e s l i d i n g n o z z l e h y d r a u l i c s y s t e m i s p r e s e n t e d ，a n d the o p t i mi z a t i o n d e s i g n i s r a i s e d ． Ke y wo r d s s l i d i n g n o z z l e ； h y d r a u l i c s y s t e ms ； o p t i mi z a t i o n d e s i g n O 引言 连铸机大包滑动水 口液压系统是连铸机上的重要 设备 ， 大包滑动水 口通过滑板液压缸的开启或关闭 ， 能 够精确地调节从大包到 中包 的钢水流量 ，使流入和流 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。某钢厂连铸 机大包滑动 水 口液压系统 由于历史设计原因 ， 存在诸多不足 ， 我们 对其液压系统进行 了优化设计。 1 原大包滑动水 口液压系统存在的问题 1 控制阀台存在的问题 当采用 电动换 向阀控制 的时候 。 3 D T 、 4 D T 、 5 D T、 6 D T全通 电；当用手动换 向阀控制 的时候 ， 3 D T、 4 D T 、 5 D T 、 6 D T全部断电。通过原大包滑动水 口液压系统原 理图 见图 1 可知， 原液压系统存在如下问题 1 通过 1个液压阀台控制两臂 A臂 、 B臂 滑板 油缸 ， 两个 系统存在互相影响问题 。 如当浇钢过程中， A 臂在浇钢 ， B臂出现了漏油， 却不能立即进行处理 ， 势必 会造成重大事故 2 处理油缸接头漏油或更换软管时 ， 无法进行快 速泄压。 2 原滑动水 口油缸安装存在的问题 该钢厂连铸机大包旋转塔 A、 B臂滑动水 口系统为 收稿 日期 2 0 1 2 0 9 1 2 作者简介 方涛 1 9 8 3 一 ， 男 ， 湖北蕲春 人 ， 助理工程师 ， 学士 ， 从事连铸机 设备维护工作。 1 2 下渣开 下渣关 电动开 电动关 图 1 原 大 包 滑 动 水 口液 压 系 统 原理 图 2 0世纪 8 0年代初 由国外引进 ． 其滑板机构与驱动油缸 为一体化结构 见图 2 ， 整体安装 固定在每个钢水罐水 口下方 ， 工作环境极其恶劣 ， 在生产过程中 ， 滑板液压 系统整体处于中包正上方 ， 长期处于高温烘烤状态 ， 极 大程度上对液压缸的密封备件造成损伤 ，甚至液压缸 被钢水烧损 ， 增大了液压备件损坏 的几率 ， 直接影响生 产的顺利进行。该钢厂之前共有 4 3个钢水罐 ， 这样每 个大罐上均装有 1台液压缸 ， 共配置 4 3台液压缸 。算 上平常备品 ， 一共得准备 6 0台液压缸 ， 由于使用年代 久远 ， 厂家已不再生产该油缸备品 ， 一直都是靠工人维 Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ N o ． 0 4 ． 2 01 3 修 ， 修复成本很高 ， 且 由于重复使用 ， 很难保证 备品质 量 。同时大罐换臂时 ， 需要不停地拆卸油缸快速接头 ， 不仅劳动强度大， 也造成大量漏油。 图 2原 滑 动水 口油 缸 安 装 示 薏 图 2 一种新大包滑动水 口液压 系统 设计一种新大包滑动水 口控制阀台 见图 3 ， 根据 以下连铸生产工艺对滑动水 口液压系统的要求 。 1 事故关 闭， 当事故断电或其他原因要求停止浇 注时 ，紧急关闭滑动水 口，切断钢包里的钢水流人 中 包 ； 2 生产状态 ， 包臂在浇 注位置 时 ， 要求在满足浇 注条件时， 能打开和关闭滑动水 口； 3 A、 B两臂独立控制 ， 不能相互影响； 4 备用状态 ， 包臂在等待位置加载和卸载大包时， 液压缸 由操作人员操作点动盒控制活塞杆伸缩 ，以方 便 与罐底联结 ； 5 包臂旋转状态 ， 大包臂转动时 ， 为避免液压缸 误动作 。 要确保滑动水 口液压缸处于紧急关闭状态。 新阀台的特点是 1 新阀台安装手动换 向阀， 可 以在 电磁换 向阀出 现问题时 ． 手动换向阀参与控制 ； 2 新 阀台安装切 断阀 D T J 1 、 D T J 2 ， 其功用是在大 罐不在浇铸位置时断 电工作 ，保持钢包滑动水 口处于 强制关闭状态 ，保证在旋转塔转动过程 中滑动水 口不 会误开启导致钢水泄漏 3 新阀台安装双 向液控单向阀， 避免滑动水 口油 缸位置变化导致液面波动； 4 新阀台安装卸荷阀 D T R1 、 D T R 2 ， 由于液控单 向阀的存在 ， 对更换液压软管 、 液压油缸 以及在接受位 置为大罐安装滑板油缸时带来 问题 。因此新系统中安 装 的卸荷 阀在处理故障之前以及安装滑板油缸之前首 先通电工作泄压 ， 然后才能开始工作 5 新阀台实现 A、 B两臂独立控制 ， 相互之间不存 在 影 响 。 新型大包滑动水 口油缸安装方式 见图 4 ， 将旋转 塔 A、 B臂滑动水 口油缸由原先 固定安装在每个钢水罐 上移到两个叉臂旁 ， A、 B臂各安装一个油缸 ， 浇钢时就 通过悬臂 ， 将新式油缸移到钢水罐上 ， 打开滑板水 口， 实现浇钢 ，无需每个钢水罐都安装一个油缸 。不生产 时 ， 就将悬臂移到一旁。 图4新大包滑动水 口油缸安装示意图 图 3 新大包滑动水 口液压系统 原理 图 A臂电磁铁通 断电 罐 进 退 卸压 事故关闭 B臂电磁铁通 断电 进 退 卸压 事故关闭 1 3 液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 3年 第 0 4期 盾构液压推进系统关键技术研究 冯欢欢， 陈 馈， 张 兵 中铁隧道集团 盾构及掘进技术国家重点实验室， 河南 郑州4 5 0 0 0 1 摘要 推进系统承担着整个盾构机 的向前顶进 、 换 向及姿态调 整等 一系列复杂任务 ， 其控制性能 的好 坏对盾构施工控制 的多个 方面 均会产 生直接影 响。该文对液压推进系统 中所运用到 的分 区一 分组联合控制技术 、 压力流量复合控 制技术 、 负载敏感技术 、 二通插装技 术等主要关键技术进行 了分析 ， 并对各 自的研究现状和发展前 景进行 了分析 与展望 ， 进而为液压技术在盾构推进 系统 中的广泛应用提 供一定的理论指导 。 关键词 盾构 ； 推进 系统 ； 液压系统 ； 关键技术 ； 研究 中图分类号 T HI 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 3 0 3 0 0 1 4 0 4 S t u d y o n t he Ke y Te c hn o l o g i e s o f S h i e l d Th r u s t Hy d r a u l i c S y s t e m F E NG Hu a n - h u a n， C HE N Ku i ， Z HANG Bi n g S t a t e K e y L a b o r a t o r y o f S h i e l d Ma c h i n e a n d B o ri n g T e c h n o l o g y ， C h i n a R a i l w a y T u n n e l G r o u p ， Z h e n g z h o u 4 5 0 0 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t T h r u s t s y s t e m u n d e r t a k e s t h e f o r w a r d p r o mo t i o n ，c o m m u t a t i o n ，a t t i t u d e a d j u s t m e n t ，a n d o t h e r c o m p l e x m i s s i o n s o f s h i e l d ma c h i n e ， S O t h e c o n t r o l p e r f o r ma n c e o f i t h a s d i r e c t i n fl u e n c e o n t h e s h i e l d c o n s t ruc t i o n c o n t r o 1 ． Th i s p a p e r ma i n l y s t u d i e s o n t h e k e y t e c h n o l o g i e s o f t h rus t h y d r a u l i c s y s t e m， s u c h a s d i v i s i o n- g r o u p i n g c o mb i n e d c o n t r o l ， p r e s s u r e a n d fl o w c o mp o u n d c o n t r o l ， l o a d s e n s i n g ，t w o wa y c a r t r i d g e ， a n d S O o n ． A n aly s i s a n d p r o s p e c t o f t h e r e s e a r c h s t a t u s a n d d e v e l o p me n t a r e ma d e ，h o p i n g p r o v i d e c e r t a i n t h e o r e t i c a l g u i d a n c e for t h e e x t e n s i v e a p p l i c a t i o n o f h y d r a u l i c t e c h n i q u e i n s h i e l d t h ru s t s y s t e m． Ke y wo r d s s h i e l d； t h rus t s y s t e m； h y d r a u l i c s y s t e m； k e y t e c h n o l o g y； r e s e a r c h 0 引言 盾构 已经成为在发达 国家极为普遍 、在发展中国 家正逐渐得到广泛应用和推广的隧道施工技术 。它是 国家基础建设和资源开发 的重大技术装备 ，采用盾构 掘进技术的隧道施工方法在我国将有非 常广阔的应用 前景。推进系统作为盾构掘进机的重要组成部分 ， 承担 基金项 目 国家 9 7 3课题 2 O 1 2 C B 7 2 4 3 O 8 收稿 日期 2 0 1 2 0 7 1 0 作者简介 冯欢欢 1 9 8 7 一 ， 男 ， 湖北 随州人 ， 助理工程师 ， 硕士 ， 现从 事盾 构液压系统设计与研 究。 着整个盾构机的顶进 、 换 向、 姿态调整等任务 。因此研 究盾构液压推进系统是掌握盾构整体性 能的前 提 ， 对 推动我国装备制造水平具有重要意义 。 1 推进系统简介 盾构液压推进系统是一种典型的集机、 电、 液技术 于一体的复杂、 非线性 、 时变系统。在工程实际中， 由于 土层地质条件的复杂性及施工过程中诸多不可预见因 素的影响， 使盾构推进控制变得非常复杂。推进控制不 当会引发地面沉降 ， 造成周 围建筑物开裂甚至倒塌 ， 以 及邻近管线断裂破损等环境灾害【 - 2 ] 。因此 ， 推进系统需 3 小结 通过对大包滑动水 口液压 系统的优化设计 ，很好 地满足了现场生产需求 ，降低 了生产成本及 日常备件 费用 。 同时也保证 了现场生产安全。 参 考 文 献 【 1 】 胡增荣． 液压系统故障分析及处理【 J J ． 液压气动与密封， 2 0 1 1 ， 8 【 2 ] 刘忠 ， 杨 国平． 工程机械液压 传动原理 、 故障诊断 与排除【 M】 1 4 - - 一 一 北京 机械工业 出版社， 2 0 0 4 ． 【 3 ] 冯先锋． 影响修井机液压系统的介质 因素分析与主要对策[ J ] ． 液压 气动与密封， 2 0 1 2 ， 4 ． [ 4 ] 黄志坚． 液压元件使用与维修 1 5 0例【 M】 ． 北 京 中国电力出版 社． 2 0 1 0 ． 【 5 】 周士 昌． 液压系统设计图集[ M] ． 北 京 机械工业出版社，2 0 0 3 ． [ 6 ]6 姜继海． 液压与气体传动[ M] ． 北京 高等教育 出版社 ， 2 0 0 6 ． [ 7 ] 雷 天觉． 新编液 压工程手] t fl [ M ] ． 北 京 北 京理工大学 出版社 ， 1 9 98