008年3月機(jī)床與液壓Mar.2008第36卷第3期MACHINE TOOL hydraulicsVol 36 No. 3水-乙二醇液壓站故障分析與改造孟有平,潘海濤2,閆利軍1,李宣',汪友龍(1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)機(jī)械學(xué)院,內(nèi)蒙古包頭014010;2.內(nèi)蒙古煤田地質(zhì)局151隊(duì),內(nèi)蒙古包頭014040)摘要:根據(jù)水-乙二醇液壓介質(zhì)的應(yīng)用特性,分析了某煉鋼廠鑄機(jī)液壓站的故障,并對(duì)其液壓系統(tǒng)進(jìn)行了有效改造此改造方法對(duì)鑄機(jī)液壓站的設(shè)計(jì)和維護(hù)有重要意義。關(guān)鍵詞:鑄機(jī);液壓站;水-乙二醇;故障分析中圖分類(lèi)號(hào):TH137文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):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某煉鋼廠安裝一套鑄機(jī)液壓系統(tǒng),使用46′1.3揮發(fā)性水-乙二醇液作為傳動(dòng)介質(zhì)。調(diào)試時(shí)出現(xiàn)多臺(tái)泵噪聲水-乙二醇在液壓介質(zhì)在敞開(kāi)的環(huán)境中會(huì)慢慢地異常變大,輸出低壓或無(wú)輸出壓力的現(xiàn)象。經(jīng)查明:揮發(fā),溶液中的水分也會(huì)蒸發(fā),同時(shí)水-乙二醇介質(zhì)泵產(chǎn)生了機(jī)械損壞,導(dǎo)致系統(tǒng)無(wú)法正常運(yùn)行。本文根也吸收空氣中的水分或其它氣體成分,使性質(zhì)發(fā)生改據(jù)水-乙二醇的相關(guān)特性,對(duì)整個(gè)液壓泵站的整個(gè)不變,嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致不能使用。合格的水-乙二醇液壓合理設(shè)計(jì)進(jìn)行了分析改造。介質(zhì)含有氣相防腐劑,可保護(hù)封閉油箱內(nèi)介質(zhì)上方的1水一乙二醇介質(zhì)的主要特性碳鋼類(lèi)材料不被氧化。1.1粘溫特性1.4潤(rùn)滑性水-乙二醇介質(zhì)的粘度隨著溫度的升高而降低水-乙二醇液壓介質(zhì)對(duì)運(yùn)動(dòng)摩擦副的潤(rùn)滑性稍實(shí)測(cè)某N46水-乙二醇液壓介質(zhì)在209時(shí)的運(yùn)動(dòng)粘差,不能在金屬表面生成牢固的極壓潤(rùn)滑膜。這一點(diǎn)度約為80mm2/s,40℃時(shí)約為43mm2/s,50℃時(shí)約為對(duì)重載的滾動(dòng)軸承影響較大,通常滾動(dòng)軸承支撐的齒3lmm2/s。粘度指數(shù)為16粘度隨含水量的降低而輪泵和軸向柱塞泵,一般只能按50%額定壓力工作增加,變化比較敏感,水分蒸發(fā)或外界水分進(jìn)人都會(huì)2原液壓站的介紹改變?nèi)芤旱恼扯取?.2腐蝕性23水-乙二醇液壓液呈堿性,實(shí)測(cè)某N46水-乙醇液壓介質(zhì)的pH值約為95。合格的水-乙二醇液壓介質(zhì)有液相防腐劑,對(duì)浸泡其中的鋼鐵類(lèi)金屬材*171、23、45對(duì)夾式蝶閥料、銅或黃銅材料(青銅除外),不產(chǎn)生腐蝕作用,21—球閥一般的液壓閥、液壓泵均可直接使用,但定貨時(shí)需要特別聲明,以便廠家作相應(yīng)的調(diào)整,因?yàn)橛行┮簤河?4油箱材料會(huì)與水-乙二醇液壓液發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。如聚氨脂材料的密封圈、密封墊,金屬材料如鋅、鎘、鉛等、有機(jī)玻璃材料的液位計(jì)、一般油漆等均會(huì)與水-乙二醇發(fā)生反應(yīng),產(chǎn)生異物污染液壓系統(tǒng)。中國(guó)煤化工日CNMHG收稿日期:2007-05-08作者簡(jiǎn)介:孟有平(1982-),男,內(nèi)蒙古烏盟人,在讀碩士研究生,主要從事流體傳動(dòng)與控制方面的研究。電話:13624723833,E-mail:mengyouping56123@163.como190機(jī)床與液壓第36卷原系統(tǒng)液壓站的工作原理如圖1所示,油箱體積(1)將原系統(tǒng)4臺(tái)泵共用一根吸油管道的方式m3,系統(tǒng)的工作壓力是2MPa,控制著大包、中包改為每臺(tái)泵單獨(dú)吸油的方式,如圖2所示。經(jīng)計(jì)算等設(shè)備上40多個(gè)執(zhí)行元件,主泵為EA0VS0125DR單獨(dú)吸油管道內(nèi)徑應(yīng)為d60mm,但考慮到水-乙二恒壓變量柱塞泵,泵的工作制度是三用一備。醇介質(zhì)粘度隨溫度變化差異大的特殊性,一般要比使3故障分析與改造用相同流量礦物油時(shí)的管徑大10%~15%,故將吸對(duì)原系統(tǒng)液壓站不合理設(shè)計(jì)進(jìn)行分析,存在如下油管道的型號(hào)改為d80mmx4.5mm6個(gè)問(wèn)題(2)以水一乙二醇作為介質(zhì)時(shí),應(yīng)在吸油口保3.1蝶閥選擇有誤證有0.0MPa的正壓,所以在這次改造中,將整個(gè)原系統(tǒng)在泵的吸油管上使用不帶限位的對(duì)夾式蝶油箱抬高lm,使泵的吸油口有一定正壓,保證泵的閥,這樣很容易造成蝶閥關(guān)閉時(shí)啟動(dòng)泵的誤操作,因吸油暢通。而造成對(duì)泵的機(jī)械損壞,所以在這次改造中,將對(duì)夾3.3泵的選型不合理式蝶閥改為帶限位的對(duì)夾式蝶閥,如圖2所示。當(dāng)?shù)到y(tǒng)采用 REXROTH生產(chǎn)的EA10Vs0型恒壓閥關(guān)閉時(shí),限位蝶閥的開(kāi)關(guān)量信號(hào)沒(méi)有到達(dá)泵站PC控變量泵,該泵屬于中型泵,額定工作壓力是25MPa,制系統(tǒng),此時(shí)液壓泵不能啟動(dòng),只有對(duì)夾式蝶閥打開(kāi)峰值壓力是35MPa,不適合在水-乙二醇介質(zhì)下的時(shí),開(kāi)關(guān)量信號(hào)到達(dá)泵站PC控制系統(tǒng),此時(shí),液壓泵中高壓系統(tǒng),改選用EA4VSO型恒壓變量泵,該泵屬具備啟動(dòng)條件,可以安全啟動(dòng),實(shí)現(xiàn)對(duì)泵的安全保護(hù)。于重型泵,額定工作壓力是35MPa,峰值壓力是40MPa,用于水-乙二醇介質(zhì)下的中高壓系統(tǒng)是比較合適的3.4泵泄油管道設(shè)計(jì)有誤4臺(tái)泵共用一根d28mmx4mm泄油管道,容易造成泄漏口回油不暢,尤其當(dāng)某一個(gè)泵配油盤(pán)磨損嚴(yán)囪重時(shí),將會(huì)有大量的油液從泄漏口回油箱,當(dāng)回油不暢時(shí),容易損壞泵軸頭的旋轉(zhuǎn)密封造成漏油,嚴(yán)重時(shí)會(huì)損壞泵的殼體。所以4臺(tái)泵的泄油口均改接Td28mm膠管單獨(dú)回油箱,使泵殼體壓力不得超過(guò)0. 02MPa243.5安全閥塊設(shè)計(jì)不合理原系統(tǒng)4臺(tái)泵共用了一個(gè)溢流閥,雖然實(shí)現(xiàn)了系統(tǒng)過(guò)載保護(hù)功能,但是不能實(shí)現(xiàn)泵的空載啟動(dòng),故泵1、2、3、4-帶限位對(duì)夾式蝶閥5、6、7、8-EA4SO在啟動(dòng)時(shí)帶有很大的轉(zhuǎn)矩,拌有較大的振動(dòng)和沖擊,型恒壓變量泵9、10、11、12—泵用安全塊13、14也影響著電機(jī)和泵的使用壽命。在這次改造中,將每15、16—過(guò)濾器17、18、19、20—單向閥21、22臺(tái)泵單獨(dú)配置安全塊,當(dāng)按下泵啟動(dòng)按鈕時(shí),電磁換23、24—球閥25-蓄能器26—油箱向閥得電,泵卸荷啟動(dòng),3后電磁鐵失電,泵卸荷圖2改進(jìn)后的液壓站原理圖結(jié)束,實(shí)現(xiàn)泵空載啟動(dòng),提高了泵和電機(jī)的使用壽3.2泵組吸油不暢命4臺(tái)泵共用一根0Bmmx45mm無(wú)縫吸油管3.6油箱的設(shè)計(jì)不合理道,鋼管內(nèi)徑為99mm,液壓吸油管內(nèi)徑為:原系統(tǒng)油箱使用普通碳鋼板制作,由于一般用的d≥1130√防銹涂料均不耐水-乙二醇,焊接、除銹、磷化、清式中:d為管道內(nèi)徑;潔等處理后直接使用,制造工藝簡(jiǎn)單,油箱的密閉性g.為管道流量,g=125mLx1480/mn÷做得不好,在液面附近,很容易產(chǎn)生銹蝕而污染液壓60×106×3=9.25×103m3/s;系統(tǒng)。另外,原油箱體積也偏小,不能滿足系統(tǒng)的氣D為液流速度,一般取1m/s泡消除和散熱要求。所以在這次將油箱改做成lc13得d=1130√9.25×101=109mm>99mm材料中國(guó)煤化工于水-乙二醇液壓當(dāng)3臺(tái)泵在全排量狀態(tài)下輸出時(shí),容易造成泵液的CNMH零,油箱設(shè)計(jì)成兩油不足,在泵的吸油口形成真空甚至負(fù)壓,使泵噪聲室,用并帶濾網(wǎng)的傾鋼隋廾,油箱體積至少取加大,甚至產(chǎn)生氣蝕現(xiàn)象,從而造成泵的損壞。改造泵每分鐘最大輸液量的3~5倍以上,所以這次將油措施(下轉(zhuǎn)第192頁(yè))192機(jī)床與液壓第36卷No210c00X55Z292M231×45No220G92X47.2Z231.5F1.5車(chē)螺紋No230X46.8No240X46.3No250X46N260c00X200235退至起點(diǎn)加工后,工件質(zhì)量提高,經(jīng)過(guò)半年的的使用情況證明:改造之前刀具磨損、破損全憑操作人員觀察來(lái)進(jìn)行更換,配置刀具監(jiān)控儀之后,減少故障停機(jī)時(shí)間的75%,提高生產(chǎn)率20%~50%,提高機(jī)床利用率50%以上,而且可以避免刀具失效所導(dǎo)致的工件報(bào)廢及圖3加工零件機(jī)床故障,節(jié)省成本達(dá)30%左右,取得了預(yù)期的效果(1)根據(jù)圖紙確定工藝方案及工藝路線。先切參考文獻(xiàn)削外輪廓面自右向左加工,然后切槽,最后車(chē)螺紋?！?任玉田.機(jī)床計(jì)算機(jī)數(shù)控技術(shù)[M].北京理工大學(xué)2)選擇刀具,選用三把不同的刀車(chē)外圓、切出版社,1996槽、螺紋。選擇換刀點(diǎn),以使在換刀過(guò)程中,刀具和【2】王愛(ài)玲,現(xiàn)代數(shù)控原理及控制系統(tǒng)[M].國(guó)防工業(yè)工件、機(jī)床及夾具不會(huì)碰撞。出版社,2002(3)確定切削量,車(chē)外圓時(shí),主軸轉(zhuǎn)速確定為3】張建鋼.數(shù)控技術(shù)[M].華中科技大學(xué)出版社,630r/min,進(jìn)給速度為F0.15。切槽,主軸轉(zhuǎn)速為2000.315r/min,進(jìn)給速度為F1,車(chē)螺紋時(shí),主軸轉(zhuǎn)速為【4】 Erkki Jantunen. a summary of methods applied to tool con-dition monitoring in drilling [J]. Intemational Journal of200r/min,進(jìn)給速度為F1.5。Machine Tools Manufacture. 2002. 42: 997-1010(4)編程,確定點(diǎn)O為工件坐標(biāo)原點(diǎn)將點(diǎn)A【5】 C Scheffer, P S Heyns. Tool condition monitoring system(換刀點(diǎn))作為對(duì)刀點(diǎn),即是程序起點(diǎn)。an overview [C]. In: Proceedings of the IntemationalConference on Competitive Manufacturing( COMAO1)Noo10G50X200Z350坐標(biāo)設(shè)定Stellenbosch, South Africa, 2001: 287-298Noo20c00c99S630M03T+0101【6】明興祖,數(shù)控自動(dòng)編程系統(tǒng)中后置處理的實(shí)現(xiàn)[J]No030G41X41.8Z29組合機(jī)床與自動(dòng)化加工技術(shù),2002(1):29-31No040C01X47.8Z289F.15倒角NO050 W-59d478(上接第190頁(yè))No060X50退刀箱的體積做為5m3,并將原來(lái)的有機(jī)玻璃液位計(jì)改為N070X62W60錐度磁翻板液位計(jì)。No080Z1154結(jié)論No090 G11 X80 K-1退刀倒角經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)液壓站的合理改造后,液壓系統(tǒng)現(xiàn)運(yùn)No100 GO1 W-19d80行平穩(wěn)良好,迄今為止還沒(méi)有出現(xiàn)大的故障,實(shí)踐證NO110 G22 U0 W-60 R70明,對(duì)該液壓站的分析和改造是科學(xué)和合理的No120c01Z65參考文獻(xiàn)No130X90退刀【】雷天覺(jué),楊爾莊,李壽剛.液壓工程手冊(cè)[M].北NO140c00C40X200Z350退刀京理工大學(xué)出版社,1998.No150S315T0404【2】路甬祥.液壓氣動(dòng)技術(shù)手冊(cè)[M].北京:機(jī)械工業(yè)版社,2002Nol60c00X55230中國(guó)煤化工T1007-2006.機(jī)械工No170c01U-10F0.1切槽No175C04U50延時(shí)【4】CNMHG滑理論[M],抗州:No180U10退刀浙江工業(yè)大學(xué)出版社,1990.No190c00X200Z350【5】深入淺出西門(mén)子S7-300PLC[M],北京:北京航空No200S200T303航天大學(xué)出版社,2004.8.