水-乙二醇液压站故障分析与改造

008年3月机床与液压Mar.2008第36卷第3期MACHINE TOOL hydraulicsVol 36 No. 3水-乙二醇液压站故障分析与改造孟有平,潘海涛2,闫利军1,李宣',汪友龙(1.内蒙古科技大学机械学院,内蒙古包头014010;2.内蒙古煤田地质局151队,内蒙古包头014040)摘要:根据水-乙二醇液压介质的应用特性,分析了某炼钢厂铸机液压站的故障,并对其液压系统进行了有效改造此改造方法对铸机液压站的设计和维护有重要意义。关键词:铸机;液压站;水-乙二醇;故障分析中图分类号:TH137文献标识码:A文章编号:1001-3881(2008)3-189-2The Troubleshooting and Refitting of the Water-glycol Hydraulic SystemMENG Youping, PAN Haitao, YAN Lijun, LI Xuan, WANG Youlong(1. School of Mechanical Engineering, Inner Mongolia University of Science and Technology, Baotou 014010, China;2. 151 Teams of Coalfield Geology Bureau of Inner Mongolia, Baotou 014040, China)Abstract: According to the application characters of the water-glycol hydraulic pressure medium, the fault of the hydraulic pres-sure system of a steel plant was analysed and reformed, which is meaningful for the design and maintenance of the hydraulic station forKeywords: Casting machine; Hydraulic station; Water-glycol; Fault analysis某炼钢厂安装一套铸机液压系统,使用46′1.3挥发性水-乙二醇液作为传动介质。调试时出现多台泵噪声水-乙二醇在液压介质在敞开的环境中会慢慢地异常变大,输出低压或无输出压力的现象。经查明:挥发,溶液中的水分也会蒸发,同时水-乙二醇介质泵产生了机械损坏,导致系统无法正常运行。本文根也吸收空气中的水分或其它气体成分,使性质发生改据水-乙二醇的相关特性,对整个液压泵站的整个不变,严重时会导致不能使用。合格的水-乙二醇液压合理设计进行了分析改造。介质含有气相防腐剂,可保护封闭油箱内介质上方的1水一乙二醇介质的主要特性碳钢类材料不被氧化。1.1粘温特性1.4润滑性水-乙二醇介质的粘度随着温度的升高而降低水-乙二醇液压介质对运动摩擦副的润滑性稍实测某N46水-乙二醇液压介质在209时的运动粘差,不能在金属表面生成牢固的极压润滑膜。这一点度约为80mm2/s,40℃时约为43mm2/s,50℃时约为对重载的滚动轴承影响较大,通常滚动轴承支撑的齿3lmm2/s。粘度指数为16粘度随含水量的降低而轮泵和轴向柱塞泵,一般只能按50%额定压力工作增加,变化比较敏感,水分蒸发或外界水分进人都会2原液压站的介绍改变溶液的粘度。1.2腐蚀性23水-乙二醇液压液呈碱性,实测某N46水-乙醇液压介质的pH值约为95。合格的水-乙二醇液压介质有液相防腐剂,对浸泡其中的钢铁类金属材*171、23、45对夹式蝶阀料、铜或黄铜材料(青铜除外),不产生腐蚀作用,21—球阀一般的液压阀、液压泵均可直接使用,但定货时需要特别声明,以便厂家作相应的调整,因为有些液压用24油箱材料会与水-乙二醇液压液发生化学反应。如聚氨脂材料的密封圈、密封垫,金属材料如锌、镉、铅等、有机玻璃材料的液位计、一般油漆等均会与水-乙二醇发生反应,产生异物污染液压系统。中国煤化工日CNMHG收稿日期:2007-05-08作者简介:孟有平(1982-),男,内蒙古乌盟人,在读硕士研究生,主要从事流体传动与控制方面的研究。电话:13624723833,E-mail:mengyouping56123@163.como190机床与液压第36卷原系统液压站的工作原理如图1所示,油箱体积(1)将原系统4台泵共用一根吸油管道的方式m3,系统的工作压力是2MPa,控制着大包、中包改为每台泵单独吸油的方式,如图2所示。经计算等设备上40多个执行元件,主泵为EA0VS0125DR单独吸油管道内径应为d60mm,但考虑到水-乙二恒压变量柱塞泵,泵的工作制度是三用一备。醇介质粘度随温度变化差异大的特殊性,一般要比使3故障分析与改造用相同流量矿物油时的管径大10%~15%,故将吸对原系统液压站不合理设计进行分析,存在如下油管道的型号改为d80mmx4.5mm6个问题(2)以水一乙二醇作为介质时,应在吸油口保3.1蝶阀选择有误证有0.0MPa的正压,所以在这次改造中,将整个原系统在泵的吸油管上使用不带限位的对夹式蝶油箱抬高lm,使泵的吸油口有一定正压,保证泵的阀,这样很容易造成蝶阀关闭时启动泵的误操作,因吸油畅通。而造成对泵的机械损坏,所以在这次改造中,将对夹3.3泵的选型不合理式蝶阀改为带限位的对夹式蝶阀,如图2所示。当蝶原系统采用 REXROTH生产的EA10Vs0型恒压阀关闭时,限位蝶阀的开关量信号没有到达泵站PC控变量泵,该泵属于中型泵,额定工作压力是25MPa,制系统,此时液压泵不能启动,只有对夹式蝶阀打开峰值压力是35MPa,不适合在水-乙二醇介质下的时,开关量信号到达泵站PC控制系统,此时,液压泵中高压系统,改选用EA4VSO型恒压变量泵,该泵属具备启动条件,可以安全启动,实现对泵的安全保护。于重型泵,额定工作压力是35MPa,峰值压力是40MPa,用于水-乙二醇介质下的中高压系统是比较合适的3.4泵泄油管道设计有误4台泵共用一根d28mmx4mm泄油管道,容易造成泄漏口回油不畅,尤其当某一个泵配油盘磨损严囱重时,将会有大量的油液从泄漏口回油箱,当回油不畅时,容易损坏泵轴头的旋转密封造成漏油,严重时会损坏泵的壳体。所以4台泵的泄油口均改接Td28mm胶管单独回油箱,使泵壳体压力不得超过0. 02MPa243.5安全阀块设计不合理原系统4台泵共用了一个溢流阀,虽然实现了系统过载保护功能,但是不能实现泵的空载启动,故泵1、2、3、4-带限位对夹式蝶阀5、6、7、8-EA4SO在启动时带有很大的转矩,拌有较大的振动和冲击,型恒压变量泵9、10、11、12—泵用安全块13、14也影响着电机和泵的使用寿命。在这次改造中,将每15、16—过滤器17、18、19、20—单向阀21、22台泵单独配置安全块,当按下泵启动按钮时,电磁换23、24—球阀25-蓄能器26—油箱向阀得电,泵卸荷启动,3后电磁铁失电,泵卸荷图2改进后的液压站原理图结束,实现泵空载启动,提高了泵和电机的使用寿3.2泵组吸油不畅命4台泵共用一根0Bmmx45mm无缝吸油管3.6油箱的设计不合理道,钢管内径为99mm,液压吸油管内径为:原系统油箱使用普通碳钢板制作,由于一般用的d≥1130√防锈涂料均不耐水-乙二醇,焊接、除锈、磷化、清式中:d为管道内径;洁等处理后直接使用,制造工艺简单,油箱的密闭性g.为管道流量,g=125mLx1480/mn÷做得不好,在液面附近,很容易产生锈蚀而污染液压60×106×3=9.25×103m3/s;系统。另外,原油箱体积也偏小,不能满足系统的气D为液流速度,一般取1m/s泡消除和散热要求。所以在这次将油箱改做成lc13得d=1130√9.25×101=109mm>99mm材料中国煤化工于水-乙二醇液压当3台泵在全排量状态下输出时,容易造成泵液的CNMH零,油箱设计成两油不足,在泵的吸油口形成真空甚至负压,使泵噪声室,用并带滤网的倾钢隋廾,油箱体积至少取加大,甚至产生气蚀现象,从而造成泵的损坏。改造泵每分钟最大输液量的3~5倍以上,所以这次将油措施(下转第192页)192机床与液压第36卷No210c00X55Z292M231×45No220G92X47.2Z231.5F1.5车螺纹No230X46.8No240X46.3No250X46N260c00X200235退至起点加工后,工件质量提高,经过半年的的使用情况证明:改造之前刀具磨损、破损全凭操作人员观察来进行更换,配置刀具监控仪之后,减少故障停机时间的75%,提高生产率20%~50%,提高机床利用率50%以上,而且可以避免刀具失效所导致的工件报废及图3加工零件机床故障,节省成本达30%左右,取得了预期的效果(1)根据图纸确定工艺方案及工艺路线。先切参考文献削外轮廓面自右向左加工,然后切槽,最后车螺纹。【1任玉田.机床计算机数控技术[M].北京理工大学2)选择刀具,选用三把不同的刀车外圆、切出版社,1996槽、螺纹。选择换刀点,以使在换刀过程中,刀具和【2】王爱玲,现代数控原理及控制系统[M].国防工业工件、机床及夹具不会碰撞。出版社,2002(3)确定切削量,车外圆时,主轴转速确定为3】张建钢.数控技术[M].华中科技大学出版社,630r/min,进给速度为F0.15。切槽,主轴转速为2000.315r/min,进给速度为F1,车螺纹时,主轴转速为【4】 Erkki Jantunen. a summary of methods applied to tool con-dition monitoring in drilling [J]. Intemational Journal of200r/min,进给速度为F1.5。Machine Tools Manufacture. 2002. 42: 997-1010(4)编程,确定点O为工件坐标原点将点A【5】 C Scheffer, P S Heyns. Tool condition monitoring system(换刀点)作为对刀点,即是程序起点。an overview [C]. In: Proceedings of the IntemationalConference on Competitive Manufacturing( COMAO1)Noo10G50X200Z350坐标设定Stellenbosch, South Africa, 2001: 287-298Noo20c00c99S630M03T+0101【6】明兴祖,数控自动编程系统中后置处理的实现[J]No030G41X41.8Z29组合机床与自动化加工技术,2002(1):29-31No040C01X47.8Z289F.15倒角NO050 W-59d478(上接第190页)No060X50退刀箱的体积做为5m3,并将原来的有机玻璃液位计改为N070X62W60锥度磁翻板液位计。No080Z1154结论No090 G11 X80 K-1退刀倒角经过对系统液压站的合理改造后,液压系统现运No100 GO1 W-19d80行平稳良好,迄今为止还没有出现大的故障,实践证NO110 G22 U0 W-60 R70明,对该液压站的分析和改造是科学和合理的No120c01Z65參考文献No130X90退刀【】雷天觉,杨尔庄,李寿刚.液压工程手册[M].北NO140c00C40X200Z350退刀京理工大学出版社,1998.No150S315T0404【2】路甬祥.液压气动技术手册[M].北京:机械工业版社,2002Nol60c00X55230中国煤化工T1007-2006.机械工No170c01U-10F0.1切槽No175C04U50延时【4】CNMHG滑理论[M],抗州:No180U10退刀浙江工业大学出版社,1990.No190c00X200Z350【5】深入浅出西门子S7-300PLC[M],北京:北京航空No200S200T303航天大学出版社,2004.8.