鋁帶冷軋機(jī)液壓系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)

張瑞虹

(中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039)

隨著我國(guó)裝備自動(dòng)化水平的不斷提高，對(duì)機(jī)械設(shè)備的安全性提出了更高要求。安全是生產(chǎn)活動(dòng)的前提，而實(shí)現(xiàn)安全生產(chǎn)除了嚴(yán)格的安全生產(chǎn)管理制度，更重要的是設(shè)備的本質(zhì)安全設(shè)計(jì)。鋁帶冷軋機(jī)是空間布局和生產(chǎn)流程較為復(fù)雜的自動(dòng)化加工設(shè)備，生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)有多種交互移動(dòng)設(shè)備和重載移動(dòng)設(shè)備，這些設(shè)備大多采用液壓驅(qū)動(dòng)，預(yù)防人身傷害和設(shè)備安全是液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)必須考慮的問題。本文以某大型鋁帶冷軋機(jī)為例，論述其中典型的液壓系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)。

1 液壓閥臺(tái)進(jìn)油安全切斷和泄壓設(shè)計(jì)

機(jī)組生產(chǎn)區(qū)域內(nèi)情況復(fù)雜，為防止人員意外闖入造成傷害，按照設(shè)備布局和功能劃分出多個(gè)安全防護(hù)區(qū)域并設(shè)置安全圍欄，圍欄上設(shè)置電子安全門鎖，經(jīng)過允許才能開鎖進(jìn)入。鋁帶冷軋機(jī)通常采用液壓泵站集中供油、控制閥臺(tái)分散布置的形式，一個(gè)閥臺(tái)上集成設(shè)置多組控制回路控制多個(gè)液壓執(zhí)行元件。閥臺(tái)設(shè)計(jì)時(shí)一個(gè)閥臺(tái)控制的執(zhí)行元件必須在一個(gè)安全防護(hù)區(qū)域內(nèi)，閥臺(tái)進(jìn)油路設(shè)置自動(dòng)安全切斷和泄壓裝置，電子安全門鎖打開時(shí)該區(qū)域內(nèi)所有閥臺(tái)的進(jìn)油安全切斷和泄壓裝置動(dòng)作，區(qū)域內(nèi)所有液壓執(zhí)行元件失去動(dòng)力。

安全切斷和泄壓裝置原理如圖1所示。開門信號(hào)發(fā)出時(shí)電磁閥1斷電，液控單向閥4關(guān)閉切斷閥臺(tái)進(jìn)油，同時(shí)閥臺(tái)進(jìn)油壓力P1通過節(jié)流孔3緩慢釋放，如壓力未釋放，壓力報(bào)警器5發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

1-換向閥；2-節(jié)流孔；3-節(jié)流孔；4-液控單向閥；5-壓力報(bào)警器

2 液壓泵站安全泄壓設(shè)計(jì)

液壓泵站與各分散閥臺(tái)之間有很長(zhǎng)的高壓管路且泵站設(shè)有蓄能器，當(dāng)液壓泵站停機(jī)后高壓管路內(nèi)的壓力將保持很長(zhǎng)時(shí)間，可能引起執(zhí)行元件誤動(dòng)作或發(fā)生泄漏對(duì)維護(hù)檢修人員造成傷害。如圖2所示，泵站設(shè)計(jì)自動(dòng)安全泄壓裝置，泵站停機(jī)時(shí)電磁閥1自動(dòng)斷電，高壓油經(jīng)節(jié)流孔2緩慢泄放，使管路P1保持無壓狀態(tài)，如壓力未釋放，壓力報(bào)警器4發(fā)出報(bào)警信號(hào)。

1-換向閥；2-節(jié)流孔；3-單向閥；4-壓力報(bào)警器

3 具有雙壓力保護(hù)功能的上、卸卷車液壓防墜落安全設(shè)計(jì)

鋁帶冷軋機(jī)上、卸卷車托舉卷重可達(dá)數(shù)十噸，為實(shí)現(xiàn)長(zhǎng)距離水平移動(dòng)，托舉液壓缸與控制閥臺(tái)之間設(shè)置拖鏈采用膠管連接，一旦膠管爆裂將出現(xiàn)急速下墜造成翻卷事故。液壓控制設(shè)計(jì)防墜落安全閥組，閥組安裝在上、卸卷車車體上，一端與托舉液壓缸采用鋼管連接，另一端連接膠管，其控制原理見圖3。如圖3所示，液壓缸活塞側(cè)膠管在托卷上升時(shí)承受高壓，如膠管突然爆裂失壓，液控單向閥1將自動(dòng)關(guān)閉，液壓缸保持位置，防止料卷墜落。該裝置同時(shí)具有壓力保護(hù)功能，溢流閥3用于最大壓力保護(hù)，防止意外超壓，溢流閥4通過液控單向閥2的遠(yuǎn)程開關(guān)切換實(shí)現(xiàn)小車接觸卷筒時(shí)的低壓保護(hù)，從而保護(hù)卷軸安全。安全泄壓裝置液控單向閥1和2由拖鏈另一端控制閥臺(tái)上的電磁換向閥遠(yuǎn)程控制，實(shí)現(xiàn)升降功能和安全保護(hù)。

1-液控單向閥；2-液控單向閥；3-溢流閥；4-溢流閥；5-單向閥

4 結(jié)語

綜上所述，液壓系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)需要從機(jī)組的安全防護(hù)要求、能量釋放、設(shè)備運(yùn)行風(fēng)險(xiǎn)等方面考慮，以人身安全和設(shè)備安全為前提，實(shí)現(xiàn)機(jī)組本質(zhì)安全的提升。