60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)和優(yōu)化

周強(qiáng)++許武

摘 要：本文介紹了60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)組成及動(dòng)作原理；針對(duì)運(yùn)行中出現(xiàn)的液壓泵長(zhǎng)時(shí)間處于高壓小流量狀態(tài)，致使液壓泵壽命短；一旦液壓泵損壞，缺乏報(bào)警手段，不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)，致使故障擴(kuò)大；液壓系統(tǒng)主回油管道與液壓泵吸油管道口過(guò)于接近，導(dǎo)致回油存在不經(jīng)有效處理、直接吸入液壓泵；液壓油箱結(jié)構(gòu)不合理，不利于氣體析出和機(jī)械雜質(zhì)的有效過(guò)濾、沉淀；液壓系統(tǒng)系統(tǒng)過(guò)濾設(shè)置不合理，不能較完善地對(duì)液壓油實(shí)施過(guò)濾保護(hù)液壓系統(tǒng)零部件等問(wèn)題，提出改進(jìn)措施，并加以實(shí)施，經(jīng)實(shí)際運(yùn)行證明改善效果明顯。

關(guān)鍵詞：60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī) 液壓系統(tǒng) 動(dòng)作原理

中圖分類(lèi)號(hào)：TG376.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2017）09（b）-0076-02

1 60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)組液壓系統(tǒng)簡(jiǎn)介

寶鋼特鋼鋼管廠(chǎng)2009年投產(chǎn)的60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力源共有15臺(tái)液壓主泵，其中7臺(tái)動(dòng)作泵為比例閥控制變量泵，型號(hào)A4VSO500-E02，在320bar時(shí)額定流量667L/min；6臺(tái)供蓄能器泵為壓力控制變量泵，型號(hào)A4VSO500-DR，在320bar時(shí)額定流量667L/min；1臺(tái)控制油泵為壓力控制變量泵，型號(hào)A4VSO180-DR，在320bar時(shí)額定流量250L/min；1臺(tái)輔助動(dòng)作泵為壓力控制變量泵，型號(hào)A4VSO500-DR，在160bar時(shí)額定流量720L/min；以及12組活塞式蓄能器站組成，型號(hào)AK 745-350-36。采用上位油箱和集成閥控系統(tǒng)：集成控制閥塊主要有：BG30為7臺(tái)動(dòng)作泵壓力控制集成塊，分別為7臺(tái)動(dòng)作泵高、低壓溢流及高壓安全閥，BG18為6臺(tái)供蓄能器泵壓力控制集成塊，功能為6臺(tái)供蓄能器泵高、低壓溢流及高壓安全閥，BD20為1臺(tái)控制油泵壓力控制集成塊，功能為1臺(tái)控制油泵高、低壓溢流及高壓安全閥，BD21為1臺(tái)輔助動(dòng)作泵壓力控制集成塊，功能為1臺(tái)輔助動(dòng)作泵高、低壓溢流及高壓安全閥，BG25為12組活塞式蓄能器高壓油輸出控制集成塊，功能為控制蓄能器至動(dòng)作閥塊的高壓液壓油流量；BG31為擠壓桿動(dòng)作控制集成塊，BG32為擠壓芯棒動(dòng)作控制集成塊，BG33為擠壓桶動(dòng)作控制集成塊，及其他輔助動(dòng)作控制集成塊；擠壓機(jī)的主動(dòng)作執(zhí)行元件主要有：1臺(tái)主缸，2臺(tái)上下側(cè)缸，2臺(tái)水平側(cè)缸，4臺(tái)擠壓桶動(dòng)作缸，及其他輔助動(dòng)作油缸組成。擠壓機(jī)待機(jī)時(shí)，12組活塞式蓄能器由6臺(tái)供蓄能器泵提供液壓油，當(dāng)蓄能器液壓油壓力提高至320Bar時(shí)，壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min，并始終由6臺(tái)供蓄能器泵提供高壓液壓油來(lái)保持320Bar壓力，液壓泵因此始終保持320Bar壓力下工作；擠壓機(jī)實(shí)施擠壓時(shí)，先由高位油箱通過(guò)充液閥控制低壓大流量向各擠壓執(zhí)行油缸充液，后在程序控制下關(guān)閉充液閥，由蓄能器站和6臺(tái)主供液泵向擠壓執(zhí)行油缸供高壓液壓油，完成擠壓動(dòng)作；6臺(tái)供蓄能器泵及12組活塞式蓄能器組同時(shí)提供高壓油；除擠壓動(dòng)作外，其余擠壓機(jī)輔助動(dòng)作，由7臺(tái)動(dòng)作泵根據(jù)設(shè)定要求提供液壓油。

2 對(duì)該液壓系統(tǒng)原設(shè)計(jì)的理解及實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中出現(xiàn)問(wèn)題的分析

經(jīng)8年時(shí)間的使用，擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)6臺(tái)供蓄能器泵在使用過(guò)程中出現(xiàn)使用壽命短等問(wèn)題，經(jīng)多次商討分析認(rèn)為，造成蓄能器泵使用壽命短的原因主要有如下幾點(diǎn)。

（1）6臺(tái)供蓄能器泵常處于320bar高壓，輸出流量接近為0L/min的惡劣狀態(tài)。

（2）主回油管道與液壓泵吸油管道口過(guò)于接近，導(dǎo)致回油存在不經(jīng)有效處理、直接吸入液壓泵的弊病。

（3）液壓油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理，不利于氣體析出和機(jī)械雜質(zhì)的有效過(guò)濾、沉淀。

（4）液壓泵溢流口直接回油箱，一旦供液各主液壓泵發(fā)生故障、內(nèi)部配件磨損、碎裂，大量機(jī)械碎屑直接回油箱導(dǎo)致油液大量污染。

（5）6臺(tái)供蓄能器泵缺乏報(bào)警手段，一旦發(fā)生泵損壞，失去液壓壓力不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)等問(wèn)題。

3 在理解和分析基礎(chǔ)上的針對(duì)性?xún)?yōu)化

針對(duì)6臺(tái)供蓄能器泵常處于320bar高壓，輸出流量接近為0L/min的惡劣狀態(tài)問(wèn)題，實(shí)施優(yōu)化6臺(tái)供蓄能器運(yùn)行模式。原設(shè)計(jì)擠壓機(jī)待機(jī)時(shí)，12組活塞式蓄能器由6臺(tái)供蓄能器泵提供液壓油，蓄能器液壓油壓力由液壓泵調(diào)整值決定，液壓壓力提高至320bar，壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min，此時(shí)液壓泵工作狀態(tài)極為惡劣。

經(jīng)多次商討，6臺(tái)供蓄能器運(yùn)行模式改為擠壓機(jī)待機(jī)時(shí)，蓄能器液壓油壓力由計(jì)算機(jī)程序控制，液壓壓力控制在305～315bar，即擠壓機(jī)待機(jī)時(shí)隨著蓄能器液壓油泄漏，液壓油壓力由315bar降至305bar時(shí)，2臺(tái)蓄能器泵溢流閥得電，為蓄能器補(bǔ)充高壓液壓油，當(dāng)蓄能器液壓壓力提高至315bar時(shí)，2臺(tái)蓄能器泵溢流閥失電，蓄能器泵處于大流量，壓力接近為0bar卸荷的狀態(tài)，按該類(lèi)型液壓泵的工作特性曲線(xiàn)可較好地改善6臺(tái)供蓄能器泵工作狀態(tài)。

圖1為6臺(tái)供蓄能器運(yùn)行模式優(yōu)化后蓄能器液壓壓力曲線(xiàn)及溢流閥電控信號(hào)曲線(xiàn)，與原設(shè)計(jì)的曲線(xiàn)相比，在完全可以滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求的前提下，可較大減少6臺(tái)供蓄能器高壓運(yùn)行時(shí)間，改善液壓泵的運(yùn)行狀態(tài)。

針對(duì)主回油管道與液壓泵吸油管道過(guò)于接近、回油不經(jīng)處理、直接吸入液壓泵問(wèn)題，實(shí)施液壓油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)改造，即將主回油管道通過(guò)液壓油箱內(nèi)部通道，引至循環(huán)冷卻過(guò)濾泵吸油口區(qū)域，與液壓泵吸油管道口區(qū)域隔離，使主回油經(jīng)過(guò)濾、冷卻等處理后再流至液壓泵吸油管道口區(qū)域。

針對(duì)液壓油箱內(nèi)部結(jié)構(gòu)不合理不利于氣體析出、機(jī)械雜質(zhì)過(guò)濾沉淀問(wèn)題，實(shí)施液壓油箱內(nèi)部改造，液壓油箱底部合理增設(shè)隔板，有利于液壓油中氣體析出、機(jī)械雜質(zhì)過(guò)濾沉淀。

針對(duì)液壓泵溢流口直接回油箱，一旦液壓泵打壞，大量機(jī)械碎屑直接回油箱問(wèn)題，在液壓泵溢流口回油箱的管道中增設(shè)過(guò)濾器，一旦液壓泵打壞，產(chǎn)生大量機(jī)械碎屑，液壓泵溢流口回油箱的管道中增設(shè)過(guò)濾器可減少機(jī)械碎屑回油箱。

針對(duì)6臺(tái)供蓄能器泵缺乏報(bào)警手段，一旦液壓泵損壞不能及時(shí)發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在液壓泵高壓出口增設(shè)液壓壓力檢測(cè)報(bào)警，一旦蓄能器泵溢流閥得電，液壓壓力未在設(shè)定時(shí)間內(nèi)達(dá)到設(shè)定壓力，即開(kāi)啟報(bào)警并延時(shí)停泵。

經(jīng)上述對(duì)擠壓機(jī)組液壓系統(tǒng)改進(jìn)，可更好地滿(mǎn)足生產(chǎn)工藝要求，改善液壓泵組運(yùn)行狀況，延長(zhǎng)液壓泵組使用壽命。

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