7 m頂裝焦?fàn)t機(jī)械液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)★

梅曉慶

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原 030024）

7 m頂裝焦?fàn)t機(jī)械液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)★

梅曉慶

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原 030024）

歸納分析了之前設(shè)計(jì)并投產(chǎn)的7 m煉焦機(jī)械設(shè)備液壓系統(tǒng)出現(xiàn)的主要問(wèn)題，并針對(duì)問(wèn)題提出了改進(jìn)設(shè)計(jì)方案。實(shí)踐證明，對(duì)7 m頂裝焦?fàn)t機(jī)械液壓系統(tǒng)裝煤車搓蓋回路、推焦車提門(mén)回路、液壓油冷卻控制回路等進(jìn)行改進(jìn)設(shè)計(jì)，在改進(jìn)后的焦?fàn)t投產(chǎn)后各大車液壓系統(tǒng)完全滿足煉焦工藝要求且運(yùn)行穩(wěn)定。

焦?fàn)t機(jī)械 改進(jìn)設(shè)計(jì) 液壓系統(tǒng) 液壓油

7m焦?fàn)t機(jī)械設(shè)備是目前國(guó)內(nèi)先進(jìn)的頂裝煉焦機(jī)械設(shè)備，主要由裝煤車、推焦機(jī)、除塵攔焦機(jī)、電機(jī)車（干濕兩用）、焦罐運(yùn)載車、爐門(mén)服務(wù)車、液壓交換機(jī)等組成。[1]但是，在山東某鋼廠使用過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)該設(shè)備存在設(shè)計(jì)方面的不足，于是對(duì)該設(shè)備及時(shí)進(jìn)行了改進(jìn)，取得了良好效果。

1 存在的問(wèn)題

1.1 液壓回路問(wèn)題

1.1.1 裝煤車搓蓋問(wèn)題

如圖1所示，在裝煤車揭爐蓋過(guò)程中，揭蓋電磁鐵吸合爐蓋后，搓蓋油缸動(dòng)作，通過(guò)搖桿帶動(dòng)爐蓋搓動(dòng)。揭蓋動(dòng)作完成后，揭蓋裝置后退，需要保持爐蓋在一定的位置，而在實(shí)際工作中搓蓋后爐蓋一直自由擺動(dòng)，不能完全固定。

1.1.2 推焦車提門(mén)問(wèn)題

如圖2所示，推焦車提門(mén)動(dòng)作由2個(gè)Y型機(jī)能電磁換向閥控制，提門(mén)動(dòng)作電磁鐵閉合情況如表1所示。按照工藝要求，1次提門(mén)動(dòng)作受電電磁鐵為Y3b，（2+3）次提門(mén)動(dòng)作受電電磁鐵為Y4b。實(shí)際工作反映，（2+3）次提門(mén)動(dòng)作時(shí)僅僅Y4b受電時(shí)不能提起爐門(mén)，將電控改成Y4b、Y3b同時(shí)受電后能夠提起爐門(mén)。

圖2 提門(mén)動(dòng)作液壓控制回路

表1 提門(mén)動(dòng)作電磁鐵閉合表

1.2 液壓油清潔度與溫度控制問(wèn)題

1.2.1 油液清潔度問(wèn)題

在原大車液壓回路中配置了高壓管路過(guò)濾器、旁路過(guò)濾器，考慮到降低回油背壓?jiǎn)栴}，在回油管路上沒(méi)有配置回油過(guò)濾器。實(shí)際運(yùn)行結(jié)果反映，油液清潔度難以保證，導(dǎo)致柱塞泵吸入較臟的油液，使得柱塞泵壽命大打折扣。后來(lái)在回油管路上補(bǔ)裝了回油過(guò)濾器，油液清潔度才基本得到控制。

1.2.2 油溫控制問(wèn)題

原液壓回路采用風(fēng)冷卻器，獨(dú)立冷卻回路，冷卻器單元自帶油泵。實(shí)際運(yùn)行反映，冷卻器離油箱太遠(yuǎn)，超過(guò)5 m的距離。夏季高溫季節(jié)，特別是環(huán)境溫度在30℃以上時(shí)，液壓油溫一直保持在50℃以上，居高不下。

2 設(shè)計(jì)改進(jìn)的措施

針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行分析，并且采取了相應(yīng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)措施。

2.1 液壓回路改進(jìn)設(shè)計(jì)

2.1.1 裝煤車搓蓋回路的改進(jìn)

原設(shè)計(jì)裝煤車搓蓋油缸液回路如圖3-1所示，搓蓋動(dòng)作由O型機(jī)能電磁換向閥控制。該回路利用電磁換向閥的中位O型機(jī)能鎖閉搓蓋油缸的兩腔，由于該換向閥為滑閥結(jié)構(gòu)，滑閥的環(huán)形間隙較大，難免造成油液泄漏，因此中位的鎖緊功能不是很好[2-3]。這種鎖緊回路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，一般只用于鎖緊要求不太高或只需短暫鎖緊的場(chǎng)合[4]。

經(jīng)過(guò)分析認(rèn)為，采用Y型機(jī)能電磁換向閥加雙向液控單向閥的鎖緊回路比較好。改進(jìn)后的搓蓋油缸液壓回路如圖3-2所示，雙向液控單向閥的閥芯密封面為錐面結(jié)構(gòu)，有良好的密封性，鎖閉效果較好[3]。這種鎖緊回路被廣泛應(yīng)用于工程機(jī)械、起重運(yùn)輸機(jī)械等有較高鎖緊要求的場(chǎng)合[4-5]。

圖3 搓蓋動(dòng)作液壓控制回路

2.1.2 推焦車提門(mén)回路的改進(jìn)

原設(shè)計(jì)推焦車提門(mén)油缸液回路如上頁(yè)圖2-1所示，分析液壓回路圖可以看出：當(dāng)電磁鐵Y3b受電時(shí)，1次提門(mén)動(dòng)作能夠完成；當(dāng)Y4b受電時(shí)，高壓液壓油會(huì)走捷徑，通過(guò)單向減壓閥、Y型機(jī)能電磁換向閥進(jìn)入回油管，從而流回油箱，而不再流向阻力約為8 MPa液壓壓力的提門(mén)油缸。因此，（2+3）次提門(mén)只有在Y4b受電的同時(shí)，Y3b也受電，才能阻止高壓油走捷徑。這樣Y型機(jī)能電磁換向閥1和2共同給油，推動(dòng)提門(mén)油缸動(dòng)作。

改進(jìn)后的提門(mén)油缸液壓回路如上頁(yè)圖2-2所示，在1次提門(mén)減壓閥3后再加上一個(gè)單向液壓鎖8。這樣在（2+3）次提門(mén)動(dòng)作時(shí)，Y4b受電，由于單向液壓鎖8的阻礙，高壓液壓油經(jīng)過(guò)電磁換向閥2、液控單向閥、單向節(jié)流閥后推動(dòng)提門(mén)油缸動(dòng)作，滿足了提門(mén)動(dòng)作的控制要求。

2.2 液壓油清潔度及溫度控制措施

2.2.1 油液清潔度控制措施

鑒于以往7 m煉焦機(jī)械液壓油液清潔度控制不好帶來(lái)的后果，山東某鋼廠各大車設(shè)計(jì)時(shí)采取了相應(yīng)的措施。在油泵吸油口裝有吸油過(guò)濾器，其額定流量為油泵最大流量的2.5倍，過(guò)濾精度為100μm。在油泵壓力油口至閥臺(tái)間裝有高壓過(guò)濾器，其額定流量為油泵最大流量的3倍，過(guò)濾精度為10μm。在油箱回油口裝有回油過(guò)濾器，其額定流量為油泵最大流量的3倍，過(guò)濾精度為10μm。在液壓回路上配置的所有過(guò)濾器均帶有單向閥和電子報(bào)警發(fā)訊器。另外，為了更好地防止液壓站工作環(huán)境中的水分及粉塵對(duì)液壓油造成污染，采用帶除濕功能的油箱空濾器[6]。

2.2.2 油溫控制措施

鑒于以往7 m煉焦機(jī)械液壓系統(tǒng)采用風(fēng)冷卻器而液壓油冷卻效果不佳的實(shí)際情況，山東某鋼廠各大車液壓回路采用高溫油冷機(jī)獨(dú)立冷卻循環(huán)回路，并且將油冷機(jī)盡量接近液壓油箱布局，給油冷機(jī)配置單獨(dú)的供油泵。獨(dú)立油溫控制回路如圖4所示，主要組成部分有液壓泵、油泵電機(jī)、冷卻器、低壓球閥。

圖4 液壓油冷卻控制回路

2.3 其他細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)

1）之前的2個(gè)主油泵壓力控制閥組為各自獨(dú)立的閥組單元，在油箱上處于同一水平線，距離很近，兩者之間的連接采用硬管連接，密封問(wèn)題很難解決。本次設(shè)計(jì)改進(jìn)了結(jié)構(gòu)，直接把2個(gè)主油泵的壓力控制閥組合二為一，配管難題得到了解決。

2）液壓主油泵之前采用支架安裝方式，現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí)對(duì)同軸度誤差、油泵支座垂直度誤差的檢查困難，導(dǎo)致主油泵和電動(dòng)機(jī)的同軸度難以保證，油泵運(yùn)行時(shí)噪音過(guò)大。為了避免此類問(wèn)題，對(duì)于液壓油泵采用法蘭安裝，對(duì)于液壓泵與電動(dòng)機(jī)的連接，采用鐘形罩連接，保證同心度。鐘形罩和聯(lián)軸器由專業(yè)廠家制作，液壓站在出廠前已經(jīng)在廠內(nèi)安裝調(diào)試完畢，這樣保證了液壓泵和電動(dòng)機(jī)的同心度。

3 結(jié)論

最新設(shè)計(jì)的7 m煉焦機(jī)械設(shè)備已經(jīng)投產(chǎn)使用，實(shí)踐證明，各大車液壓系統(tǒng)完全滿足煉焦工藝要求，運(yùn)行穩(wěn)定。這說(shuō)明7 m焦?fàn)t機(jī)械液壓系統(tǒng)的改進(jìn)設(shè)計(jì)取得了良好的效果，同時(shí)為用戶帶來(lái)了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1]于振東，鄭文華.現(xiàn)代焦化生產(chǎn)技術(shù)手冊(cè)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2010.

[2]雷天覺(jué).新編液壓工程手冊(cè)[M].北京：北京理工大學(xué)出版社，1998.

[3]張利平.液壓閥原理、使用與維護(hù)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005.

[4]崔培雪，馮憲琴.典型液壓氣動(dòng)回路600例[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011.

[5]周士昌.液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行禁忌470例[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[6]姚銀軍，王德達(dá)，易際川，等.淺談過(guò)濾器選型及使用誤區(qū)[J].液壓氣動(dòng)與密封，2007（4）：42-43.

（編輯：胡玉香）

Improvement Design of Mechanical Hydraulic System in 7 m Top Loading Coke Oven

MEI Xiaoqin
（Technique Center,Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi 030024）

The main problems of the designed hydraulic system in 7 m coking machinery and equipment are concluded and analyzed,and the improved design scheme for the problems is put forward.Practice has proved that the charging car cover circuit,pushing car lifting circuit,hydraulic oil cooling control circuit in mechanical hydraulic system of 7 m top coke oven are improved.The operation of hydraulic system in every car fully meets the requirements with stable operation.

coke oven machine,improvement design,hydraulic system,hydraulic oil

TQ520.5

A

1672-1152（2016）06-0093-03

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2016.06.33

2016-11-04

2014年度山西省煤基重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目（MJH2014-08）

梅曉慶（1981—），男，工程師，主要從事液壓、潤(rùn)滑與氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與研究工作。