連鑄機(jī)大包滑動水口液壓系統(tǒng)一例典型故障分析與診斷

方濤，向忠輝，李宏磊，何洪

(武鋼股份設(shè)備維修總廠，湖北武漢430083)

連鑄機(jī)大包滑動水口通過滑板液壓缸的開啟或關(guān)閉，能夠精確調(diào)節(jié)從大包到中包的鋼水流量，使流入和流出的鋼水達(dá)到平衡，因而，大包滑動水口是連鑄機(jī)澆鑄過程中鋼水的重要控制裝置。文中對連鑄機(jī)大包滑動水口液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的一例典型故障進(jìn)行了分析與診斷，保證了連鑄機(jī)大包滑動水口液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定運(yùn)行。

1 大包滑動水口液壓系統(tǒng)簡介

(1)系統(tǒng)主要技術(shù)參數(shù)

工作壓力:20 MPa;油缸尺寸:100/50—170;行程:150 mm;快速速度:v=50 mm/s，t=3 s;慢速速度:v=10 mm/s，t=15 s。

(2)工作原理

如圖1所示，操作滑板開或關(guān)，電磁換向閥1 或2 得電換向，打開液控單向閥，壓力油通過換向閥1或2、液控單向閥5 及單向節(jié)流閥6 后通向油缸，驅(qū)動油缸動作，實(shí)現(xiàn)滑板開或關(guān)。

圖1 大包滑動水口液壓原理圖

快速與慢速動作原理。該系統(tǒng)主油路上設(shè)計(jì)了兩臺電磁換向閥1(Y114)和2(Y117)，組成一個并聯(lián)油路給油缸供油。操作快速開和關(guān)時(shí)，電磁閥1(Y114)得電，給油缸提供較大流量壓力油，實(shí)現(xiàn)快速動作;操作慢速開和關(guān)時(shí)，電磁換向閥2(Y117)得電，給油缸提供較小流量壓力油，實(shí)現(xiàn)慢速動作。

釋壓原理。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了用于系統(tǒng)釋壓的單獨(dú)油路，由電磁換向閥3(Y116)控制完成。工藝操作接油缸軟管或檢修前，可以操作“釋壓”按鈕，電磁換向閥3(Y116)得電，油缸及油路中壓力油通過換向閥直接接入回油，釋放壓力，方便操作。

事故關(guān)閉原理。為了保證鑄機(jī)停電事故狀態(tài)下能夠快速準(zhǔn)確地將大包滑板關(guān)閉，該系統(tǒng)設(shè)計(jì)了滑板事故關(guān)閉系統(tǒng):一臺電磁換向閥4(Y115)和一臺液控單向閥7。大包滑板油缸在澆鑄位時(shí)，電磁換向閥4(Y115)長期得電，大包滑板油缸離開澆鑄位或事故狀態(tài)下，換向閥自動失電，壓力油通過換向閥直接通向油缸無桿腔，驅(qū)動滑板自動關(guān)閉。

2 一種典型故障現(xiàn)象

一次澆鋼過程中，在執(zhí)行快速操作時(shí)，發(fā)現(xiàn)油缸動作很慢;但在執(zhí)行慢速動作時(shí)，又未發(fā)現(xiàn)明顯異常;在大包滑板油缸緊急關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)壓力降為13 MPa，當(dāng)大包滑板油缸緊急關(guān)閉取消時(shí)，系統(tǒng)壓力恢復(fù)為20 MPa。

3 故障分析及診斷

根據(jù)現(xiàn)場故障特征，結(jié)合大包滑動水口液壓系統(tǒng)的功能原理，作者分析主要有如下幾點(diǎn)原因:

(1)釋壓閥3(Y116)內(nèi)泄

當(dāng)大包滑板油缸緊急關(guān)閉時(shí)，兩位四通換向閥4失電，壓力油通過換向閥4 進(jìn)入油缸無桿腔，同時(shí)壓力油打開液控單向閥7，油缸有桿腔油通過液控單向閥7 回油箱，實(shí)現(xiàn)油缸的緊急關(guān)閉。此時(shí)如果釋壓閥3(Y116)出現(xiàn)內(nèi)泄，勢必會導(dǎo)致系統(tǒng)壓力降低。而慢速之所以無明顯異常，是因?yàn)槁俨僮鞅旧砭拖拗屏擞透讋幼骶徛?，所以肉眼才無法感覺。而且如果釋壓閥3(Y116)出現(xiàn)內(nèi)泄，在執(zhí)行快速操作時(shí)，油液也可以通過釋壓閥3 回油箱，從而出現(xiàn)快速操作時(shí)，油缸動作很慢的現(xiàn)象。

但在對釋壓閥3 進(jìn)行更換后，發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象依然存在。為排除釋壓閥3 備品也是壞的可能(之前出現(xiàn)過這種現(xiàn)象)，連續(xù)換了2 個釋壓閥，故障依然存在，徹底排除釋壓閥3 壞的可能，只能繼續(xù)尋找故障點(diǎn)。

(2)油缸9 故障

現(xiàn)場雖未發(fā)現(xiàn)油缸9 有外漏的現(xiàn)象，但存在因?yàn)橛透變?nèi)泄導(dǎo)致故障的可能。在用壓力表檢測油缸A、B 腔壓力時(shí)，發(fā)現(xiàn)快速動作時(shí)，壓力無法達(dá)到20 MPa，但慢速動作時(shí)，壓力又可以達(dá)到20 MPa，基本排除了油缸9 內(nèi)泄的可能。但為了保險(xiǎn)起見，還是對油缸9 進(jìn)行了更換，故障現(xiàn)象依然存在，徹底排除油缸9 出現(xiàn)故障的可能。

(3)快速換向閥1(Y114)內(nèi)泄

因?yàn)榭焖賱幼鞑徽?，如果快速換向閥1(Y114)內(nèi)泄，有導(dǎo)致“在執(zhí)行快速操作時(shí)，油缸動作很慢，同時(shí)在大包滑板油缸緊急關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)壓力下降”的可能。但在更換快速換向閥1 后，故障現(xiàn)象依然存在，排除快速換向閥1 內(nèi)泄的可能。

起初認(rèn)為最重要的3 種可能原因都排除后，故障點(diǎn)就顯得比較隱蔽了。結(jié)合在對油缸9 進(jìn)行測試發(fā)現(xiàn)兩腔壓力可以達(dá)到20 MPa 的實(shí)際情況，油缸9、釋壓閥3、切斷閥4、單向閥8、液控單向閥7 顯然已經(jīng)沒有出現(xiàn)故障的可能，快速換向閥1 的可能也排除，液壓故障點(diǎn)只能停留在快速和慢速動作閥組這兩個液壓回路上。

對快速或慢速動作這兩個液壓回路進(jìn)行分析，無論執(zhí)行快速還是慢速操作，油液都是通過換向閥，經(jīng)過液控單向閥5、單向節(jié)流閥6，然后到達(dá)油缸9 的兩腔，實(shí)現(xiàn)油缸的開或關(guān)。兩個動作回路之間想要不發(fā)生相互影響，在排除換向閥1 或2 同時(shí)動作的可能時(shí)(實(shí)際上程序設(shè)計(jì)無這一可能)，完全靠液控單向閥5 來實(shí)現(xiàn)。如果液控單向閥5 出現(xiàn)內(nèi)泄導(dǎo)致液控單向閥5 長期處于開啟狀態(tài)，勢必存在發(fā)生上述所有故障現(xiàn)象的可能。因?yàn)榭焖俨僮鳟惓?，慢速操作無明顯異常，作者便對慢速動作閥組的液控單向閥5.2 進(jìn)行了更換，隨后發(fā)現(xiàn)故障現(xiàn)象消失，證實(shí)液控單向閥5.2 才是導(dǎo)致此次故障現(xiàn)象的根本原因。把液控單向閥5.2 解體后發(fā)現(xiàn)，液控單向閥的一端彈簧斷，不能鎖緊油路。

4 小結(jié)

經(jīng)上所述，其實(shí)這次故障就是因?yàn)槁賱幼鏖y組中的液控單向閥的一端彈簧斷，導(dǎo)致不能鎖緊油路，從而造成故障。

通過此次典型故障，作者認(rèn)識到:

(1)應(yīng)高度重視液壓故障診斷過程中的數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)采集與分析往往是系統(tǒng)故障、復(fù)雜故障的關(guān)鍵環(huán)節(jié);

(2)故障分析一定要找到最深層次的根本原因，要堅(jiān)信故障的發(fā)生絕對有原因，絕非“無中生有”。

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