李宇林

(中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司流體系統(tǒng)部，重慶401122)

某熱連軋廠板坯加熱爐投產(chǎn)后，爐門下降速度不可調(diào)節(jié)并存在振動(dòng)，爐門在下極限位停止時(shí)沖擊很大，經(jīng)常造成軟管爆裂漏油、爐門機(jī)構(gòu)損壞，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

1 原有液壓回路動(dòng)作分析

爐門機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖及原有升降液壓回路如圖1所示，爐門通過鏈條與升降缸活塞桿相連，爐門上下極限(停止)位由行程開關(guān)檢測(cè)。

圖1 爐門機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖及原有升降液壓回路

當(dāng)換向閥2a 得電，壓力油經(jīng)過單向節(jié)流閥3、單向閥4 和平衡閥6 自由流入升降缸有桿腔，無桿腔液壓油通過單向節(jié)流閥3 和換向閥2 回到油箱。當(dāng)有桿腔壓力能克服爐門重力時(shí)，升降缸縮回，爐門上升。當(dāng)換向閥2b 得電，壓力油通過單向節(jié)流閥3 進(jìn)入升降缸無桿腔，此時(shí)平衡閥6 仍鎖住，有桿腔油壓力與爐門重力平衡，爐門不動(dòng)作。當(dāng)無桿腔壓力pa達(dá)到2 MPa 時(shí)，平衡閥6 預(yù)開啟，當(dāng)pa從2 MPa 逐漸增大至5 MPa 時(shí)，平衡閥6 逐步開啟直至完全打開。此時(shí)有桿腔卸壓，液壓油通過單向閥5 流向換向閥2 的P 口，構(gòu)成差動(dòng)回路，升降缸活塞桿伸出，爐門下降。

2 故障原因分析

爐門上升時(shí)，升降缸拉動(dòng)爐門縮回，回油側(cè)(無桿腔)由單向節(jié)流閥3 進(jìn)行節(jié)流調(diào)速，故其運(yùn)動(dòng)過程較平穩(wěn)。

爐門下降時(shí)，爐門拉動(dòng)升降缸伸出，是典型的負(fù)值負(fù)載，整個(gè)液壓差動(dòng)回路中沒有速度調(diào)節(jié)元件，單向節(jié)流閥3 起單向閥功能。在爐門下降過程中，如系統(tǒng)流量足夠，無桿腔壓力大于平衡閥6 開啟壓力，下降速度就只取決于閥和管路的通流能力;如系統(tǒng)流量不足，可能會(huì)出現(xiàn)無桿腔失壓導(dǎo)致平衡閥6 關(guān)閉，然后無桿腔建壓，平衡閥又開啟的情況，這時(shí)爐門會(huì)振蕩下行，嚴(yán)重影響設(shè)備和生產(chǎn)安全。

爐門下降到下極限位時(shí)，行程開關(guān)發(fā)訊，換向閥2a/b 失電，閥切換至中位，升降缸無桿腔迅速失壓，平衡閥6 快速關(guān)閉，有桿腔油液由于負(fù)載拖動(dòng)和慣性作用引起活塞伸出而造成壓力急劇上升，產(chǎn)生壓力沖擊。另外，爐門為鏈條懸掛，在快速停止時(shí)爐門會(huì)上下振蕩，從而加劇破壞效果。

3 改進(jìn)后液壓回路

針對(duì)以上問題，通過比對(duì)分析，實(shí)施了如下改進(jìn)方案:在液壓控制回路中取消換向閥2 和單向節(jié)流閥3，增加比例換向閥;爐門增加一個(gè)減速位行程開關(guān)。

這樣，通過改變比例換向閥的指令信號(hào)來調(diào)節(jié)閥口開度，就可以任意調(diào)節(jié)爐門升降速度。在爐門下降至減速位時(shí)，減小比例換向閥指令信號(hào)，使閥口開度變小，從而使?fàn)t門下降速度降至合理值，直至爐門在下極限位平穩(wěn)停止。改進(jìn)后液壓回路如圖2所示。

圖2 改進(jìn)后液壓回路

4 結(jié)束語

實(shí)施改進(jìn)方案后，爐門在下降過程中保持平穩(wěn)，速度可調(diào)，消除了下降停位時(shí)的壓力沖擊和爐門振動(dòng)。這說明:設(shè)計(jì)液壓回路，必須掌握控制對(duì)象工藝動(dòng)作要求、機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)、負(fù)載形式等，才能做到回路合理、功能完善。

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