脫硫傾翻鉤液壓系統故障分析與改進

方濤，向忠輝，肖礦榮

(武鋼股份設備維修總廠，湖北武漢 430083)

脫硫傾翻鉤液壓系統故障分析與改進

方濤，向忠輝，肖礦榮

(武鋼股份設備維修總廠，湖北武漢 430083)

根據脫硫傾翻鉤液壓系統的工作原理，對傾翻鉤油缸自動上抬故障現象進行了分析與診斷，采用中位機能為Y型的電液換向閥取代原中位機能為O型的換向閥，改進后消除了類似故障。

脫硫傾翻鉤;液壓系統;故障

煉鋼廠脫硫工藝是利用鎂粉將鐵水中的硫形成浮渣脫離鋼水。再采用扒渣機清除鐵水表面的浮渣，在扒渣過程中需要將鐵水罐傾翻一個角度。某煉鋼廠采用一種傾翻鉤設備來傾翻鐵水罐，就是采用液壓油缸作執行元件，下面驅動一個鉤子。扒渣時，將鉤子鉤住鐵水罐，然后驅動油缸上升，將鐵水罐傾斜一個角度，便于扒渣，扒渣完成后，油缸下降，鐵水罐復位。

1 脫硫傾翻鉤液壓設備工藝簡介

傾翻鉤設備結構如圖1所示，主要由油缸，傾翻鉤，上、下極限組成，油缸規格為 φ320/φ180× 2 500。當扒渣開始時，油缸驅動傾翻鉤上升，帶動鐵水罐傾斜，碰到上極限后停止，鐵水罐傾斜一個角度。扒渣工序完成，油缸驅動傾翻鉤下降，碰到下極限后停止，鐵水罐復位。

圖1 傾翻鉤設備示意圖

2 脫硫傾翻鉤液壓原理簡介

傾翻鉤液壓原理圖見圖2。

(1)傾翻鉤上升。換向閥左位得電，壓力油經過單向節流閥、液控單向閥、平衡閥進入傾翻鉤的有桿腔;同時無桿腔油液經過單向減壓閥、單向節流閥后回油箱，實現傾翻鉤的向上提升。

圖2 傾翻鉤液壓原理圖

(2)傾翻鉤下降。換向閥右位得電，壓力油經過單向節流閥、單向減壓閥、進入傾翻鉤的無桿腔，同時壓力油還充當控制油路打開液控單向閥;有桿腔油液經過平衡閥、液控單向閥、單向節流閥后回油箱，實現傾翻鉤的向上提升。

(3)傾翻鉤靜止。換向閥電磁鐵不得電，傾翻鉤處于靜止狀態。

通過對傾翻鉤液壓控制原理的分析可知，換向閥得失電狀態是液壓系統的關鍵所在。其中平衡閥不僅能使油缸在下行運動時候平衡超越負載和垂直向下的自重，達到運動平穩的目的;也充當防爆閥的作用，如受到液壓沖擊導致油缸有桿腔油液壓力超高時，可以使得平衡閥迅速處于斷開位，防止油管爆裂。

3 一種液壓故障的分析

(1)故障現象

傾翻鉤液壓系統投入生產使用后，發生過幾次傾翻鉤油缸自動上抬故障現象，由于傾翻鉤是用來提升鐵水罐的，在生產中如傾翻鉤不受人工控制而自動上升將有可能造成潑鐵，溢出鐵水很容易使液壓系統著火，直接造成生產中斷，甚至造成安全事故。

(2)故障分析及診斷

①對照脫硫傾翻鉤液壓系統原理圖分析，傾翻鉤油缸上抬，可以肯定油缸下腔必然會有壓力油進入。從傾翻鉤液壓系統原理圖來看，系統壓力油要想進入油缸下腔，必須要經過電液換向閥，除此外別無它路，因此電液換向閥在這里是關鍵所在。實際上每次發生故障更換電液換向閥后才恢復正常。

②以上分析只是找出了故障部位所在，但具體原因還必須根據電液換向閥的結構圖來進行分析。圖3為目前在脫硫傾翻鉤液壓系統中使用的中位機能O型電液換向閥結構原理圖。

圖3 傾翻鉤電液換向閥結構原理圖 (中位機能O)

圖示閥芯處于中位時，壓力油路P、A、B、T等均不通，但當閥芯有磨損時，雖然換向閥沒有換向，但P腔的壓力油仍可以從閥芯間隙泄漏到緊鄰旁邊的A腔或B腔 (見圖4)。由于這個泄漏過程很慢，當泄漏量積累到一定時，油缸才會上抬至離開下限位。并在操作臺上顯示，發生油缸自動上抬情況。

圖4 換向閥處中位時壓力油可能泄漏示意圖

4 改進措施

因為液壓換向閥大多采用滑閥結構，閥芯不可避免地會發生磨損，因此要解決磨損的問題幾乎不可能。關鍵問題是雖然存在泄漏問題，但只要A、B工作腔不帶壓即可。所以作者經過仔細分析后決定改用滑閥中位機能為Y型的電液換向閥取代原閥，該閥結構示意圖如圖5所示。

圖5 傾翻鉤電液換向閥結構原理圖 (中位機能Y型)

從圖中可明顯看出閥芯處于中位時的通路情況，A、B兩工作腔在圖示位置均與回油T腔接通，因此這時候即使電液換向閥產生內泄油，也會直接通過回油腔流回油箱，而不會在工作腔內生成壓力，避免停止時產生沖擊和振動，對油缸也就不會產生任何影響了。同時Y型機能的好處還在于換向閥中位時，液控單向閥控制端無壓力，保證液控單向閥封牢。改進后的液壓系統原理圖如圖6所示。

圖6 改造后的傾翻鉤液壓原理圖

5 結論

采用Y型閥取代原O型閥后，使用情況良好，類似故障沒有發生。此項改進措施在保證原液壓回路特點的情況下，消除了鐵水罐自動上升的故障，保證了安全，項目投入少，效益高。

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TH165+.3

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1001－3881(2014)8－159－2

10.3969/j.issn.1001－3881.2014.08.051

2013－02－05

方濤 (1983—)，男，本科，工程師，主要從事連鑄機設備維護工作。E－mail:FT62544342@Chinaren.com。