液壓試驗平臺設計與實現

何先木

摘 要：煉鐵廠高爐爐前泥炮采用西冶制造的全液壓炮，泥炮是高爐生產的重要設備之一，打泥油缸發生故障（發生內漏、外漏）后，高爐被迫休風，更換油缸最快也要3h，對高爐生產造成了很大的影響。高爐液壓泥炮是高爐生產的一種關鍵設備，屬于冶煉行業必備的爐前設備。液壓泥炮的作用是能夠迅速準確堵塞放鐵后的出鐵口，使高爐快速進入下一循環的作業。液壓試驗平臺解決了液壓泥炮油缸動態性能的檢測驗證。

關鍵詞：液壓泥炮 泥炮 試驗平臺 液壓平臺

中圖分類號：TH137 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）12（c）-0042-01

煉鐵廠高爐爐前泥炮采用西冶制造的全液壓炮，泥炮是高爐生產的重要設備之一，打泥油缸發生故障（發生內漏、外漏）后，高爐被迫休風，更換油缸最快也要3h，對高爐生產造成很大的影響。由于沒有試壓平臺，對油缸的修復質量沒有檢測，只有在線試用，如有問題，重新更換，這樣，一方面嚴重影響高爐生產，另一方面，也增加了勞動強度。因此提出研制液壓試壓平臺，檢測液壓缸的檢修質量是非常必要的。

1 液壓試驗平臺的設計

一套液壓傳動裝置主要由以下幾部分組成：動力裝置、控制調節裝置、執行元件、輔助裝置，液壓油。該廠高爐泥炮打泥油缸額定壓力24MPa，工作壓力18MPa，額定流量工作流量120L/min（單泵流量75%Qmax），試壓平臺以泥炮油缸壓力為設計參數對流量不作要求。

1.1 液壓試驗平臺工作原理

如圖1所示。

1.2 試驗平臺液壓原理

電機驅動油泵泵輪吸入液壓油并加壓至換向閥處，調整溢流閥壓力至25Mpa，手動換向閥控制油缸的伸縮。泥炮打泥油缸的工作壓力大（18MPa），穩壓時間長。為了保持穩定靜壓正常工作，研究者采用雙向液壓互鎖緊回路。鎖緊回路的特點是使液壓缸能在任意位置上長時停留，且停留后不會在外力作用下移動，完全模擬了高爐生產在線工況。

2 液壓試驗平臺的實現

2.1 動力裝置-油泵的選定

液壓缸的工作壓力為18MPa，試壓壓力要比工作壓力高30%。試壓壓力為18×0.3+18=23.4MPa。由于該液壓系統管路短，控制閥少，壓力損忽約不計。查液壓手冊選用31.5MPa的柱塞泵，型號為63PCY14-1B。電機功率按壓力25MPa；油缸速度為0.004m/s；油缸活塞面積為0.096m2；則流量為Qh≥6.6VA=6.6×0.004×0.096=2.5×10-3m3/s；恒功率變量液壓泵，ψ=0.4；柱塞泵的效率0.8計算。即：P=ψPNQN/103ηP=0.4×25×106×2.5×10-3/103×0.8=31.3（kW）

查手冊選用電機功率為37kW，型號Y225s-4/37kw。

2.2 控制元件配置

在出油管上安裝溢流閥，型號LG2V-6-G（如圖件7），穩定液壓系統的工作壓力，使荷引起的反向沖擊損壞油泵，使油液單向流動。系統選用三位四通Y型中位機能的手動換向閥（如圖件11），型號DMG-03-3C4-50。選用液控單向閥（如圖件12），型號MPW-03-50，組成鎖緊回路。

2.3 輔助元件的選定

2.3.1 油箱

泥炮打泥油缸的內徑為350mm，活塞行程1 150mm及油缸的容積為：

V=A.L=3.14/4×0.352×1.15=0.11（m3）

油箱容積長900mm、寬700mm、高600mm、選用8mm厚A3鋼板焊接而成。油箱體積V=0.9×0.7×0.6=0.38（m3）

2.3.2 放油閥

油箱底部安裝球閥（如圖件1），型號Q11F-16 DN10，便于更換油時排放廢油。

2.3.3 工作介質-液壓油

選用46號抗磨液壓油，與在線系統相同。

2.3.4 其他輔件

安裝液位計觀察油位情況。油箱頂部安裝空氣濾清器，其作用是液壓系統油箱必須和大氣相通，也起加油通道的作用，泵的進口前安裝濾油器（如圖件3）型號WU-160J，過濾混在油液中的雜質，使進到系統中去的油液的污染度降低，保證系統正常工作。管路上安裝3個壓力表，型號YN-60，件8檢測系統壓力，件14檢測試壓壓力情況。液壓鎖與油缸之間的管路上安裝2個高壓球閥（如圖件13）型號YJZQ-10W，起卸荷作用，該系統管道全部選用φ32×4的無縫鋼管，選用O型密封圈密封管道接頭。

2.4 液壓泵電機電氣控制

油泵電機控制采用正轉單向控制線路，控制原理圖略。主要有主回路接觸器、空氣斷路器、熱繼電器。付回路主要有付線空開，啟停按鈕等。也可以檢測液壓試驗平臺系統的工作壓力，設置壓力繼電器，分別設定上限值和下限值。超限時停泵。上限值主要保護油泵和電機，下限保護漏油和爆管。

3 檢測試壓平臺應用

液壓試壓平臺安裝好后，研究者對其進行檢測，將換向閥打到中位，啟動泵，壓力調至25MPa，觀察壓力變化情況，運行情況正常，則符合設計要求。

油壓缸修復后，聯接好油路。通過試壓檢測，動態負荷檢測，完全模似了高爐生產時的工況，保證修復缸及備用缸的動態性能。滿足了該廠高爐連續生產特性需求。

4 結語

泥炮是高爐煉鐵的關鍵設備，其工作的連續可靠性直接影響高爐的順產、連續、高效。設計和實現了液壓試驗平臺系統有及其重大意義。液壓試驗平臺液壓系統由五個部分組成，即動力元件、執行元件、控制元件、輔助元件和液壓油。液壓試驗平臺解決了類似液壓泥炮油缸動態性能的檢測驗證。保證修復缸及備用缸的動態性能。滿足了高爐連續生產特性的需求。

參考文獻

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