取樣剪液壓系統(tǒng)優(yōu)化改造

呂英 曹少華

摘 要：4300mm厚板取樣剪采用液壓系統(tǒng)控制液壓缸帶動(dòng)主剪刃上下運(yùn)動(dòng)切斷鋼板進(jìn)行取樣。由于系統(tǒng)壓力高、主剪刃液壓缸直徑大，動(dòng)作時(shí)系統(tǒng)產(chǎn)生的壓力沖擊及振動(dòng)非常大。造成管路管夾振裂、管路焊縫漏油、閥臺(tái)沖擊大、插裝閥安裝工藝孔徑過長(zhǎng)致使插裝閥經(jīng)常損壞。同時(shí)，主剪切缸端蓋密封設(shè)計(jì)不合理，在較大壓力沖擊情況下經(jīng)常發(fā)生密封損壞而大量漏油；系統(tǒng)經(jīng)改優(yōu)化改造后，經(jīng)使用后效果明顯。

關(guān)鍵詞：液壓系統(tǒng)；取樣剪；壓力沖擊；插裝閥；端蓋密封；優(yōu)化改造

前言

萊鋼4300mm厚板取樣剪主要由鋼板運(yùn)輸、擺動(dòng)輥道、推尾、壓板、主剪切、剪刃寬度調(diào)整、剪刃鎖緊、止擋、料框橫移等裝置組成，主剪刃及壓板液壓缸為直徑較大的機(jī)械式結(jié)構(gòu)。通過運(yùn)輸鏈將鋼板運(yùn)輸?shù)郊羟信_(tái)后，壓板缸帶動(dòng)壓板裝置下壓將鋼板壓緊，主剪刃液壓缸帶動(dòng)上剪刃垂直下降進(jìn)行剪切。一般需要取樣的樣板寬度在20mm-40mm之間，厚度在8mm-30mm之間。該取樣剪液壓系統(tǒng)原設(shè)計(jì)壓力高、剪切力大，系統(tǒng)在運(yùn)行過程中存在一些缺陷：1）系統(tǒng)沖擊及振動(dòng)大，導(dǎo)致管路管夾振裂、管路焊縫漏油；2）閥臺(tái)沖擊大、插裝閥安裝工藝孔徑過長(zhǎng)致使插裝閥經(jīng)常損壞，同時(shí)磨損顆粒進(jìn)入閥塊卡閥致使系統(tǒng)不動(dòng)作；3）主剪刃端蓋密封經(jīng)常損壞造成漏油，更換作業(yè)困難，工作量大。系統(tǒng)存在的這些缺陷嚴(yán)重影響取樣工作的進(jìn)行，且給我們的維護(hù)維修工作帶來了很大困難，必須進(jìn)行相應(yīng)的系統(tǒng)優(yōu)化改造。

1 、液壓系統(tǒng)存在的缺陷

萊鋼4300mm厚板取樣剪液壓系統(tǒng)由5臺(tái)高壓柱塞泵提供液壓動(dòng)力，日常工作中采用四用一備的模式、設(shè)計(jì)系統(tǒng)的工作壓力為310Bar。主要是考慮剪刃鎖緊裝置所需的工作壓力和主剪刃的剪切壓力，其它執(zhí)行元件動(dòng)作所需壓力均小于設(shè)計(jì)壓力。但實(shí)際使用過程中，剪刃鎖緊和主剪刃所需的壓力根本不需要這么高。取樣剪投入使用以來，在系統(tǒng)設(shè)定的310Bar的壓力下使整個(gè)系統(tǒng)存在以下幾個(gè)問題：

（1）、主剪刃及壓板裝置液壓缸缸徑大，液壓管路直徑大，動(dòng)作時(shí)需要流量大，系統(tǒng)的壓力過高導(dǎo)致剪切過程中壓板及主剪刃動(dòng)作時(shí)系統(tǒng)沖擊及振動(dòng)很大，管路接頭經(jīng)常出現(xiàn)松動(dòng)、密封損壞和管路焊縫開焊而漏油。

（2）、由于系統(tǒng)壓力高，閥塊通斷時(shí)承受沖擊力大，經(jīng)常造成壓板及主剪刃裝置控制閥臺(tái)的流量和壓力控制插裝閥損壞，磨損顆?？ㄩy。

（3）、主剪刃液壓缸端蓋采用雙0型圈密封進(jìn)行密封，端蓋本身的直徑和重量都很大，在系統(tǒng)較大壓力沖擊下經(jīng)常損壞導(dǎo)致漏油。而端蓋密封的更換作業(yè)是一項(xiàng)既耗時(shí)又耗力的工作，大大浪費(fèi)了人力物力，而且嚴(yán)重影響設(shè)備的正常運(yùn)行，給生產(chǎn)帶來極大地不便。

2 、系統(tǒng)的優(yōu)化改造

通過長(zhǎng)時(shí)間運(yùn)行發(fā)現(xiàn)取樣剪液壓系統(tǒng)主要的問題集中在以下三個(gè)方面：

一是系統(tǒng)原設(shè)計(jì)的壓力過高，取樣剪本身在剪切作業(yè)過程中不需要310Bar這么高的壓力?？梢愿鶕?jù)生產(chǎn)實(shí)際情況，測(cè)試出剪切厚度最厚鋼板所需的的剪切力和設(shè)備本身所需要的最大一個(gè)液壓動(dòng)力可以使設(shè)備所有執(zhí)行元件當(dāng)中需要的壓力最大的某個(gè)執(zhí)行元件能夠正常動(dòng)作。

二是壓板及主剪刃液壓缸動(dòng)作的控制閥臺(tái)的壓力插裝閥安裝工藝孔尺寸長(zhǎng)，插裝閥安裝進(jìn)去后底部端面與安裝工藝孔盲端還有20mm的距離，導(dǎo)致插裝閥在受較大沖擊時(shí)有徑向撞擊極易損壞?？梢钥紤]將插裝閥的徑向 加大或加工一個(gè)工藝件放置在插裝閥下部來固定插裝閥的徑向動(dòng)作。

三是主剪刃端蓋在直徑和重量大且工作壓力高的情況下采用單純的0密封圈密封，存在不合理性，需要改進(jìn)?？梢钥紤]改變端蓋的密封形式和使用材質(zhì)更好的密封。

綜上問題，我們需要從這三個(gè)方面對(duì)取樣剪液壓系統(tǒng)進(jìn)行優(yōu)化改造。具體優(yōu)化改造情況包括如下：

第一、取樣剪在生產(chǎn)需要的情況下，需要進(jìn)行取樣的厚度最厚的鋼板厚度為30mm，經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)壓力在220Bar時(shí)就能夠滿足剪切力要求，考慮樣板鋼結(jié)構(gòu)差異，高強(qiáng)度的鋼種所需的剪切力會(huì)大些，實(shí)踐證明，240Bar的壓力完全滿足剪切最高強(qiáng)度且厚度為30mm的樣板鋼。另外，設(shè)備的執(zhí)行元件中，剪刃鎖緊松開液壓缸所需要的壓力最大。同樣經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試，更換剪刃時(shí)能夠保證剪刃鎖緊松開的最小壓力為230Bar。所以，將液壓系統(tǒng)原設(shè)計(jì)的310Bar壓力降低至240Bar就完全可以滿足取樣剪的正常工作。

第二、對(duì)于壓板及主剪刃液壓缸動(dòng)作的控制閥臺(tái)的壓力插裝閥安裝工藝孔尺寸長(zhǎng)問題，改變工藝孔長(zhǎng)度只能重新加工閥臺(tái)，這樣勢(shì)必困難，且費(fèi)用很大。而換用徑向尺寸大的插裝閥需要采購(gòu)新的備件，這樣也會(huì)增加備件成本。所以考慮加工一個(gè)直徑與工藝孔相同、長(zhǎng)度等于工藝孔長(zhǎng)出尺寸的高20mm圓柱件，將圓柱件側(cè)表面開一個(gè)圓孔與壓力油進(jìn)油孔相通。將此圓柱件安裝在插裝閥底部，再安裝插裝閥，這樣就能夠防止插裝閥在工作時(shí)竄動(dòng)產(chǎn)生撞擊而損壞。

第三、主剪刃端蓋密封原來采用的雙0型圈密封進(jìn)行密封，在端蓋受到高壓沖擊后，0型圈表層大面積脫落損壞使0型圈失去密封性能而造成泄漏。針對(duì)這種情況，可以把端蓋上的密封槽尺寸進(jìn)行加工，將原來寬度為8mm的2個(gè)密封槽加大至10mm，然后在0型圈受高壓沖擊的一側(cè)安裝一個(gè)2mm寬的高強(qiáng)度材質(zhì)的擋圈，這樣就可以將沖擊力阻擋在擋圈之前，從而起到保護(hù)0型圈的作用，延長(zhǎng)整個(gè)密封的使用壽命。

3、應(yīng)用效果

經(jīng)過對(duì)取樣剪液壓系統(tǒng)的三方面改造，通過長(zhǎng)期運(yùn)行發(fā)現(xiàn)：1）、將液壓系統(tǒng)壓力降至240Bar后，完全滿足剪切力需要。液壓系統(tǒng)的沖擊振動(dòng)也明顯降低，液壓管路管夾基本不再出現(xiàn)震裂情況，管路接頭很少出現(xiàn)松動(dòng)現(xiàn)象，管路焊縫到目前為止未出現(xiàn)開焊；2）、在對(duì)壓板及主剪刃液壓缸動(dòng)作的控制閥臺(tái)的壓力插裝閥進(jìn)行徑向固定后，插裝閥到目前為止未出現(xiàn)損壞，改造前，一年共換了6個(gè)插裝閥，改造后到現(xiàn)在未曾更換，大大延長(zhǎng)了插裝閥的使用壽命，效果很好。3）、主剪刃端蓋密封經(jīng)改造后密封效果及壽命明顯提高，原來3個(gè)月就需要換一次，現(xiàn)在兩年時(shí)間內(nèi)只換過一次，極大降低維修成本和油耗。

4、結(jié)語(yǔ)

從系統(tǒng)的本身出發(fā)，我們?cè)谙到y(tǒng)存在問題的時(shí)候，通過對(duì)問題點(diǎn)的查找、跟蹤、分析，最終找到問題點(diǎn)的根本原因，然后針對(duì)各個(gè)問題的特點(diǎn)，采用最合理的優(yōu)化改造辦法，用最少的人力消耗，最低的費(fèi)用支出，將系統(tǒng)存在的問題點(diǎn)逐一解決。取樣剪液壓系統(tǒng)從改造完到現(xiàn)在近兩年時(shí)間里，整個(gè)設(shè)備運(yùn)行非常穩(wěn)定，從未發(fā)生過因原來存在的這些缺陷而發(fā)生突發(fā)性故障停機(jī)，我們要做的只是正常的日常點(diǎn)檢維護(hù)工作。通過對(duì)系統(tǒng)的這些優(yōu)化改造，最終解決了取樣剪原來故障頻發(fā)的狀況，大大減少了維修工作量，降低了維修成本及油耗，并且保證了設(shè)備的長(zhǎng)期順行。