淺談靜壓造型線液壓系統的維護

胡長青，程 堅，季利群

（內蒙古第一機械制造集團公司，內蒙古包頭 014032）

我公司于2006 年、2007 年建成投產了兩條靜壓造型生產線，主要用于北方奔馳載重汽車鑄件的生產，兩條生產線至今已經過6 年以上實際生產使用的考驗，靜壓造型線自動化程度高、生產效率高、鑄件質量好、操作工勞動強度低、現場環境好等特點得以充分展示。由于上線前期我們對造型線的建設進行了充分的技術準備，對造型線的工藝流程、設備設施、液壓、電氣的配置等進行了多次優化，充分借鑒同行企業的成功經驗，兩條線投產不久就達到了設定的生產率，總體運行情況良好。

1 兩條生產線的概況

根據我公司兩條生產線使用的砂箱尺寸、規格，為敘述方便稱為大件線和小件線。

1.1 大件線主要技術參數

砂箱內尺寸：1600×800×350/350（mm）

生產率：45 整型/小時，主機型號EFA-SD6

下芯工位：8 個

澆注工位：12 個

液壓閥組數量：19 個

HWS 進口單主機，輔機為蘇州鑄造機械有限公司生產，2007 年2 月試生產，廠房為按照造型、冶煉、砂處理、制芯、鑄件后處理等工部的工藝要求設計的新廠房。

生產鑄件類型：北方奔馳載重汽車球墨鑄鐵件（以橋殼為主）。

1.2 小件線主要技術參數

砂箱尺寸：800×650×260/260（mm）

生產率：60 整型/小時，主機型號EFA-SD4

下芯工位：8 位

澆注工位：10 個（人工環型吊澆注）

液壓閥組數量：15 個

HWS 進口單主機，輔機為濟南鑄造鍛壓機械研究所設計制造，2006 年底試生產，廠房為舊廠房改造。

2 液壓傳動的特點

靜壓造型技術的發展過程與液壓技術的進步緊密相聯，自動化程度隨著液壓技術的進步不斷提高。全線百分之七八十的動作是依靠液壓傳動來完成的，可以這樣說，液壓技術的進步、發展才使靜壓造型生產的自動化程度達到了今天的水平。

液壓傳動具有在同等功率下機構裝置的體積小、重量輕、輸出功率密度大的特點。液壓馬達單位功率的重量只有電動機的1/10，很小體積的液壓裝置機構很容易實現輸出很大的作用力，靜壓造型主機的壓實機構就是采用液壓多觸頭在砂箱平面內施以很大的作用力來實現工藝要求的型砂緊實率的。

液壓傳動動作平穩，由于油液具有一定的彈性，可吸收傳動過程中產生的沖擊，這一特性非常符合鑄造機械的要求。靜壓造型過程中需要對砂箱（砂型）進行多次的水平推送、垂直舉升和下落等操作，正是利用了液壓比例調速技術來實現對砂型的“輕拿輕放”，以保證每一個砂型在多工位傳送過程中的完好。

液壓裝置易于實現過載保護，負載變化時速度穩定，液壓缸和液壓馬達可以長時間工作于堵轉狀態，這是電機傳動裝置無法做到的。

造型生產過程中的工況非常復雜、時刻在變，可以說沒有一次是完全相同的。如砂型冷卻線的推送力會隨鑄件品種、鑄件重量和傳送軌道、滾輪的保養狀況等多種因素影響在很大范圍內變動。而推桿推力的大小取決于砂型冷卻線的運行阻力，也在很大的范圍內變化。利用液壓傳動溢流技術，可以對推桿油缸調定適當的上限壓力，能夠很好地保護推桿油缸機構在異常情況下不受損壞，大大降低設備損壞的風險。

液壓傳動易于自動化，尤其是和電氣控制結合時。造型生產機械自動化以前，依靠人工生產是一項非常繁重的體力勞動。液壓技術的采用，使造型生產自動化成為可能，大大改善了工人的勞動強度。液壓元件屬于機械工業的基礎件，已經實現了標準化、系列化，因此便于液壓系統的設計、制造和維護。加上液壓元件的布置靈活，不受嚴格的空間位置限制，布局、安裝具有很大的柔性，十分適合鑄造機械的特點，能夠組成采用其它方式難以組成的復雜系統來完成造型工藝過程需要的各種動作。

正是由于具有這些優點，使得液壓傳動成為靜壓自動線的主要動力源。

3 靜壓造型線液壓系統的組成和維護

目前，國內大多數靜壓線的液壓系統采用集中式液壓泵站的形式，即由一個液壓泵站供給全線的液壓機構，包括進口造型主機所需的壓力油。以前有單獨給進口造型主機配專用液壓泵站的（隨主機一起進口），輔機再配一套液壓泵站，主要出于主機設備可靠性的考慮，現在很少這樣設計配置了。這也從另一個側面反映出這幾年國內造型線及輔機的設計、制造和使用維護水平在不斷提高。

靜壓造型線液壓系統主要由液壓泵站、蓄能器站、溫控系統、過濾系統、管路、閥組、各種油缸、液壓馬達和液壓電控系統等組成。如果把液壓系統中的液壓油比作人體流動的血液，那么液壓泵站就是液壓系統的心臟，因為液壓泵站的功能正如人體的心臟，不斷地將帶有壓力能的油液輸送到執行元件，完成工作后再回到油箱，經過濾、溫度調整后再進行下一輪循環。這樣的比喻非常形象，也很恰當，尤其是對靜壓線這樣規模比較大的系統。其重要程度也恰如人體的心臟血液循環系統，一旦液壓循環系統出現問題，就有可能引起造型線的故障停運，甚至癱瘓。

國內曾有多條造型線剛投入使用便故障百出，無法完成設計要求的動作，有的甚至連設備的調試都無法正常進行，其中有很大一部分是由于液壓系統的設計、制造、安裝等環節上出現了問題，也有一部分是由于使用維護不當造成了油液的污染而導致的各種液壓故障。

對于靜壓線這樣復雜的液壓系統，假如污染顆粒物進入了循環管路，污染物就會在整個管路系統中隨油液到處游走，因為除了少數閥組設有進油過濾器外，大部分管路是相互連通的。這些顆粒物進入控制閥會卡阻閥芯、堵塞節流孔、阻尼孔，從而影響控制閥正常動作，引發各種液壓故障。在目前技術條件下，還沒有檢測、定位、清除液壓管路污染物的手段，只能重新清洗。不象電氣故障，可以借助檢測工具找出故障元件，更換損壞元件即能修復。對這樣復雜的液壓循環系統做一次清洗，其難度和工作量可想而知。有許多鑄造企業曾為此付出過沉重的代價。

由此可見，維護靜壓線液壓系統的重要性。而維護工作的重心應放在預防上，做到防患于未然，要象保護人體的心臟和血液循環系統一樣維護好靜壓線的液壓系統。

4 兩條造型線出現的液壓故障分析、評價

（1）大件線油溫高的問題：大件線投入使用后，每逢氣溫較高的月份，油箱油溫工作不久就超過55℃出現報警，主要原因是設計配置的制冷機組容量偏小，通過增加制冷機組容量的改造徹底解決了問題。

（2）頂出砂機（捅箱機）驅動油缸密封失效、杠桿磨損漏油的故障。

大件線捅箱機由于采用上捅箱方式（捅頭從砂箱的底部向上捅出砂型），工作中產生的大量砂塵粘附在驅動油缸桿和導向桿上，短時間內將兩者的防塵密封圈磨損，嚴重漏油，已經多次更換油缸、導向桿，平均使用壽命不到六個月，主要原因是機構設計不合理，易形成砂塵在缸桿和導向桿周圍堆積，加上沒有合理的保養空間，工作中產生的散落砂無法及時清理，雖多次修理，頻繁換件，沒有從根本上解決問題（改造的工作量大、時間長，無法實施）。

小件線捅箱機由于采用下捅箱方式，液壓油缸及導向桿都布置在砂箱的上方，散落砂和粉塵對缸桿和導向柱的侵害小得多，同樣的使用工作環境，油缸桿和導向桿的狀態良好，沒有維修過。鑄造設備的設計一定考慮設備的具體使用環境—砂塵的侵害，尤其是采用液壓傳動的裝置。

（3）大件線進口造型主機多觸頭柱塞桿碰彎的故障，由電控元件失靈導致主機多觸頭未收回就向前運行碰彎柱塞桿，通過測繪加工制作更換柱塞桿，使用一年多，狀態良好。

（4）小件線澆注區油管燒漏的問題。在澆注區滾道的下方安裝有兩根金屬油管，在澆注過程中出現的跑火幾次將油管燒漏導致噴油，由于改裝油管需進行酸洗等處理，無法實施，只能通過加蓋厚石棉板的辦法變通處理，油管的安裝布置一定要避開澆注區。

除此之外，兩條線的液壓系統的各種泵、閥均工作正常，沒有出現液壓原因引起的故障，各種油管接頭的密封狀態良好，極少滲漏油，這一方面證明只要嚴格按照相關技術要求去使用元件，其可靠性和耐用性是非常高的。另一方面也證明我們這些年對液壓泵站、循環系統的維護是正確合理的。

在實際的使用維護工作中，我們采取了以下措施：

（1）每三個月清洗油箱空氣濾清器，每半年更換油箱空氣濾清器。

（2）每半年清洗進、回油過濾器濾芯，濾芯只允許清洗一次。

（3）生產線投入使用第一年，更換了全部液壓油，清洗了油箱。

（4）從生產線投入使用的第二年開始，改為每兩年更換一次液壓油，一年清洗一次油箱。有的設備廠家要求每年更換一次液壓油，根據我們的經驗和一些液壓專家的建議，只要平時維護得當，不發生因油液污染引起的故障，加上定期的油液檢測，靜壓線液壓泵站每兩年更換一次液壓油是有保證的。

（5）對設備運行過程中出現的每一次液壓故障都要認真分析原因，做好記錄。這看似設備管理上的程序，其實它是我們維護決策判斷的重要依據。液壓傳動技術正因為存在油液介質而使故障原因變得多樣化、復雜化。有些表面上看起來相似的故障，故障原因卻各不相同。

（6）重視維修人員的維修過程，規范拆裝、清洗操作。要求有專業人員全程參與，真正做到萬無一失，尤其要防止操作過程中將外部污染物帶入系統。

5 小結

近幾年來，隨著國家大力振興裝備制造業，節能減排等產業政策的調整，國內許多鑄造企業紛紛采用靜壓造型技術提升裝備水平和鑄件產能，在短時間內有幾十條自動線相繼投產，這些企業里有一大部分與我們一樣，是第一次接觸靜壓造型生產線，在規劃設計時，雖然起點很高，但自己沒有使用經驗，如何使用維護好造型生產線設備，使生產線發揮最大效益是我們設備管理工作的新課題。液壓傳動作為生產線設備的重要組成部分，應該把它當作重點去研究、維護。

[1]胡長青，季利群.兩條靜壓造型生產線的后評價[J].鑄造設備與工藝,2011.6.