打捆压实液压系统故障原因分析与改进.pdf

打捆压实液压系统故障原因分析与改进 d o i 1 0 ． 3 9 6 ％． i s s n ． 1 0 0 6 - 1 I O X． 2 0 1 4 ． 0 6 ． 0 1 6 打捆压 实液压 系统故障原 因分析与改进 李跃 天津天铁 冶金集 团棒线厂 ， 河北涉县 0 5 6 4 0 4 【 摘要】 针对高速线材自动打捆压实液压系统故障， 分析了其产生原因， 通过改进过滤系统、 加强系统维护 、 加强 油品污染监控和现场监控等措施 ， 有效地降低了备件费用消耗， 提高了设备完好率， 为高线的高产和稳产提供了设 备保障。 【 关键词】 液压 系统 ； 故障 ； 分析 ； 改进 Ana l y s i s o n Fa u l t Ca u s e o f Ty i ng a nd Co mp ac t i ng Hy dr a ul i c S ys t e m an d I mpr o v e me nt LI I ， B a r R o l l i n g Mi l l ， T i a n j i n T i a n t i e Me t a l l u r g y G r o u p ， S h e C o u n t y ， H e b e i P r o v i n c e 0 5 6 4 0 4 ， C h i n a Abs t r a c t Th e a u t h o r a n a l y z e s t h e c a u s e s f o r t h e f a u l t a t a u t o ma t i c t y i n g a n d c o mp a c t i n g h y d r a u l i c s y s t e m a t h i g h s p e e d wi r e r o d mi l 1 ． Th e c o n s u mp t i o n o f s p a r e p a r t s i s e f f e c t i v e l y l o we r e d a n d e q u i p me n t s o u n d n e s s i m p r o v e d b y me a n s o f i mp r o v i n g fil t e r i n g s y s t e m，e n h a n c i n g s y s t e m ma i n t e n a nc e a n d s t r e n g t h e n i n g o i l p o l l ut i o n mo n i t o r i n g a n d s i t e s u p e r v i s i o n ，p r o v i d i n g e q u i p me n t g u a r a n t e e for h i g h a n d s t a b l e p r o d u c t i o n a t t h e mi l 1 ． Ke y wo r ds h y d r a u l i c s y s t e m； f a u l t ； a n a l y s i s ；i mp r o v e me n t 1 引言 盘卷 自动打包是高速线材生产线一道重要生 产工序 ，其压实系统是对盘卷进行压实 、保压操 作， 为打包做好相应准备， 天铁棒线厂盘卷打包设 备采用瑞士进 口森德斯厂生产 的 P C H 一 4 K N B ／ 4 6 0 0 自动打捆机 。 2 0 1 2年投产至今 ， 连续多次出现液压 系统故障， 其中故障停机最长时间连续停产 9 6 h ， 严重 制约 了正常生产 。为此对运行 中出现的压实 系统不 自锁、 无退回、 减速退回不到初始位等故障 现象进行 了分析 和探讨 ，通 过改进细化 日常维护 措施 ，改善了液压系统运行环境 ，消除了故障现 象 。 2 压 实液压 系统 动作过程和控 制原理 2 ． 1 动作过程 压实系统 由 2组压实油缸相对运动完成压实 工艺， 其动作过程如下 系统接收打包信号， 压实油 缸从初始位开始 陕速移动完成快速压实动作 ， 待低 速限位开关感应信号后低速压实 ， 当压实压力达到 系统要求后锁紧 、 保压 ， 开始送线 、 打包 ， 然后快速 收稿日期 2 0 1 4 0 7 0 4 修回日期 2 0 1 4 0 7 2 8 作者简介 李跃 1 9 8 6 一 ， 男 ， 主要从事设备管理工作。 退 回， 减速 回到初始位 ， 整个压实 、 打包过程完毕。 2 ．2液压控制原理 两组压实缸液压控制原理完全一致 ， 以下分析 全部以图 1 左侧液压缸为例 见图 1 。 1 快速压实 ， 电磁铁 Y 5 0 b 、 Y 5 4 a得 电 ， 使得 比例换向阀 Y 5 0右位接人 系统 ，电液换 向阀 Y5 4 左位接人系统 ，插装阀 Y 5 2控制盖板换 向阀右位 接入系统 ，比例溢流阀 Y 5 6控制压实系统工作 压 力。P油经 阀 Y 5 0 、 插装 阀 Y 5 2到液压缸无杆腔 ， 有 杆腔的油液 由阀 Y 5 4 、 单向阀 V 5 0直接进入液压缸 无杆腔， 形成差动连接， 实现油缸快速压实。 从原理 上分析 ，液压缸速度由 比例换向阀 Y 5 0所获得 电 压信号大小控制，快速压实动作通过电液换向阀 Y 5 4和单向阀 V 5 0形成差动回路实现 ， 插装阀 Y 5 2 控制 P油进入无杆腔通道为打开状态。 2 低速压实， 电磁铁 Y 5 0 b 得电， 使得比例换 向阀 Y 5 0右位接人系统 ，电液换向阀 Y 5 4右位接 入系统 ，插装 阀 Y 5 2控制盖板换 向阀右位接入 系 统。 P油经 阀 Y 5 0 、 插装阀 Y 5 2到液压缸无杆腔 ， 有 杆腔的油液由阀 Y 5 4 、阀 Y 5 0直接 回到 T回路 ， 低 速压实完成。从原理上分析， 低速压实动作通过电 机 电 设 备 一 4 7 天舜 鲁 分 图 1 压 买液压 系统原理图 液换向阀 Y 5 4换 向取消差动回路 ，插装阀 Y 5 2控 控制 ，则判断阀 Y 5 2控制盖板换 向阀左位没有完 制 P油进入无杆腔通道为打开状态。 全接入系统 ， 引起液压系统无 自锁。在装控制盖板 3 自锁 、 保压 ， 电磁铁 Y 5 2 a 得 电， 使得 比例 电磁换 向阀仅为 6通径 ，插装阀主阀芯通径 为 3 2 换 向阀 Y 5 0中位接人系统 ，电液换 向阀 Y 5 4右位 通径 ， 当油液中颗粒进入 阀后首先滞 留在 6通径先 接入系统 ，插装 阀 Y5 2控制盖板换向阀左位接入 导阀芯上 ， 造成阀芯移动阻力增大 ， 电磁线 圈产生 系统 。阀 Y 5 0中位机能为“ Y” 型 ， P油 口关 闭 ， A B 的作用力推动阀芯未到正常工作位置 ， 先导阀右位 两腔与 T回路接通，插装阀Y 5 2 关闭液压缸无杆 仍然部分接人系统，无杆腔内部无法形成封闭空 腔压力油与 T回路通道 ， 实现 自锁 、 保压 。 从原理上 问 ， 使油液通过插装阀 Y 5 2泄漏回到 T回路 ， 导致 分析 ，插装阀 Y 5 2控制无杆腔与 T回路通道为关 系统无法 自锁保压 。 闭状态 ， 无杆腔 内部形成封闭空间 ， 使油液无法回 3 ． 2 压实系统无退回动作原因分析 到 T回路 ， 达到 自锁 、 保压 目的。 在压实过程中压实油缸只能向前移动 ， 却无法 4 快速退 回和减速到达初始位。电磁铁 Y 5 0 a 退 回。由液压控制原理排查后清洗 Y5 0阀后故 障 得电， 使得比例换向阀 Y 5 0 左位接人系统， 电液换 没有解除， 再将阀 Y 5 2电磁换向阀清洗后回装， 故 向阀 Y 5 4右位接入系统 ，插装阀 Y5 2控制盖板换 障立即解除 ， 造成该故障原因有两个方面 向阀右位接入系统。P油经阀 Y 5 0 、 阀 Y 5 4到液压 1 压实油缸退 回由比例换 向阀 Y 5 0控制 ， 阀 缸有杆腔， 无杆腔的油液由插装阀Y 5 2 、 阀 Y 5 0回 Y 5 0阀芯卡阻时系统给定的电压信号产生的作用 到 T回路 。从原理上分析 ， 液压缸退 回速度由比例 力小于阀芯移动阻力 ，无法推动阀 Y 5 0阀芯左位 换向阀Y 5 0 所获得电压信号大小控制 ， 插装阀 Y 5 2 进入系统， 导致 P油无法进入油缸有杆腔 ， 压实油 控制无杆腔油液通道退回为打开状态 。 缸无后退动作 。 廿 3 压实液压系统故障原因分析 2 在锁紧、 保压过程结束后插装阀 Y 5 2失 器3 ． 1 液压系统无自 锁原因分析 电， 先导阀阀芯出现卡阻导致复位弹簧无法将阀芯 ” 液压系统在锁紧、 保压过程中， 压实油缸缓慢 复位， 此时相当于插装阀Y 5 2 一直得电， 油缸仍然 自动后退， 导致打包工序无法进行。通过排查后将 处于自锁、 保压状态， 无杆腔油液无法回到油箱， 导 插 装阀 Y 5 2控制盖板电磁换 向阀清洗后 回装 ， 故 致 回油压力与 P油相等 ， 压实油缸无法后退。 障解除。造成系统无 自锁原 因为 由液压控制原理 3 ． 3 压实系统无法退至初始位原因分析 可知 ， 系统 自锁 、 保压功能只通过插装阀 Y 5 2进行 远程操作压实油缸退回时 比正常速度慢 ， 无法 一 4 8 一 机 电 设 备 打捆压实液压系统故障原 因分析与改进 退至初始位 ， 使用故障检测按钮进行检测时压实油 缸能够退回到初始位。 压实系统退回时速度仅由比 例换向阀 Y 5 0 所获得 电压信号大小控制 ， 其控制 电 压信号范围为 1 0 V， 现场正常时设点至为一 6 V， 将 其控制电压 由原来一 6 V改为一 1 0 V， 与增大 电压前 比较退 回距离虽远些 ， 但未退 回至初始位。现场对 比例换向阀 Y 5 0 先导阀进行清洗， 回装后故障没有 解除 ， 更换 比例换向阀 Y 5 0新备件后恢复正常。 故障原 因为 比例换 向阀 Y5 0可 以根据系统给 定任意一个开度调整阀 口， 由此控制通过流量的大 小调节油缸运行速度。 该阀的开度是由比例电磁铁 直接根据系统设定电压值比例控制，程序控制设 定一 6 V电压值产生 阀芯作用力是定值 ，当阀芯出 现卡阻导致阀芯运动阻力增大， 推动阀芯的合力就 会减小 ， 则相应阀芯开度减小 ， 当到达压实 油缸减 速位置时，程序设定电压值 由原来的一 6 V降到一 2 v ， 产生作用力就无法推动阀芯运动， 此时阀芯开度 为零 ，压实油缸进入减速位置惯性运行后停止 ， 无 法到达初始位。 虽然现场使用清洗剂清洗 比例换向 阀 Y 5 0 ， 由于现场环境粉尘多 ， 清洗过程很容易将 粉尘 、 颗粒带人 阀芯中 ， 而且无法排除由于安装过 程带人污染物造成二次污染， 致使杂质进入比例换 向阀相对运动部件之间的配合间隙， 会划伤配合表 面， 严重时会造成阀芯卡阻、 失灵液压故障。 更换比 例换向阀后 Y 5 0 新备件故障解除， 进一步证明了以 上分析。 除去以上 3 种故障原因复杂液压故障外， 现场 实际运行过程 中经常出现压实油缸无压实动作 、 运 行速度慢、 无快速压实等相对简单液压故障， 分析 故 障原因发现全部 由于油液中污染物或检修过程 中带人固体颗粒进入液压阀， 阀芯与阀体配合间隙 和空 口， 导致液 压元件使用寿命严重缩短 ， 当固体 颗粒直径大于或接近配合间隙时就会造成 阀芯卡 阻、 设备失灵故障。 4改进措 施及产 生的效 果 通过对液压油液系统污染物来源采取相应控 制措施 ， 保证系统油液清洁度达到 N A S 7级精度 以 上， 达到液压系统清洁度与关键元件耐污染度动态 平衡， 确保元件的使用寿命和可靠性。 4 ． 1 过 滤 系统 改进 1 提高循环过滤精度 ， 将过滤器内滤芯过滤 精度由原来 2 0 Ix m提高到 l 0 m 。 2 缩短滤芯更换周期 ， 将 回油滤芯和循环滤 芯更换周期 由 1 2个月改为 4个月 ， 定期更换。 4 ．2加强 系统维护 1 检修作业时必须专业技术人员现场指导 ， 防止违章操作或工作疏忽造成氧化铁皮 、 粉尘进入 液压系统。 2 补新油时必须使用过滤精度为 5 加油小 车进行过滤 ， 防止新液压油 内含有污染物进入液压 系统中。 3 借助2 年一次的设备大修将液压站油箱全 面清洗 ， 清除油箱内部的杂质， 并更换同一牌号的 液压油。 4 ． 3 加 强油品污染监控 1 增加油品定期化验次数 ， 由原来利用设备 润滑月每年化验 1 次改为每年 3次 ， 发现不达标及 时采取相应措施。 2 增加油液取样点 ， 由原来 只对油箱油液取 样基础上增加对油泵出 口、 回油滤芯前 、 循环滤 芯 后 3处取样点 ，通过取样化验可知进入系统中油 液 、 系统运行后油液 、 循环过滤后油液清洁度指标 是否达标。 4 ． 4 加 强现 场监控 1 每班定期检查液压系统油温并做好记录， 发现油温突然升高及时排查 ，防止由于油液中杂 质 、颗粒造成液压 阀泄漏和密封件磨损等故 障停 机。 2 定期检查循环滤芯前后压差值 ， 发现差值 过多或达到报警值及时更换滤芯。 5 结束语 严格执行改进措施， 始终控制液压系统油液清 洁度在 N A S 7级以上后 ，两年来 液压 系统运行 良 好， 未出现一次液压系统故障， 年均节约备件成本 约 1 0万元／ 年左右 ， 减少故障停机时间 2 0 0 h ／ 年左 右 ， 为我厂高速线材生产奠定 了坚实的设备基础。 参考文献 [ 1 ]王积伟． 液压传动[ M ] ． 北京 机械工业出版社， 2 0 0 7 ． 机 电 设 备 一 4 9