25/30MN快鍛機主機液壓控制系統改造設計

齊恩全

摘 要：北滿特鋼鍛鋼公司3000t快鍛機是德國PANKE進口設備，1989年開始建設，1991年投產。液壓系統近幾年來運行一直不穩定，故障率較高，PANKE公司原裝進口160泵、控制閥等采購成本高且周期長，經常發生影響生產的事情。針對上述存在的問題，在充分考慮利舊的前提下，提出對快鍛機主機液壓控制系統進行改造，實現快鍛機穩定運行備件易購的目的。

關鍵詞：快鍛機；主機；液壓控制系統；改造；設計

1 原主機液壓控制泵系統簡述

原主機液壓控制系統為泵控系統，其主體結構和功能為：使用2套PANKE公司160ml/r徑向柱塞變量泵作為控制泵。其中一臺泵為控制油路供油，另外一臺泵為輔助系統供油。同時這兩臺控制泵也可以更替、合流；通過三級壓力閥先導閥的切換實現工作壓力的變化，即起泵和空循環時壓力為40bar，工作壓力為240bar；通過一個液控單向閥及一套換向閥（插裝式）實現油路的切換。

泵控系統受泵自身結構的限制，存在如下一些不可避免的缺點。

（1）徑向柱塞變量泵的流量是通過輸出壓力控制的，控制環節較多。

（2）徑向柱塞變量泵作為控制泵使用時，在啟動前需要有一路控制油來控制該泵的配油盤擺角以保證泵有正常的流量輸出。

（3）徑向柱塞變量泵輸出的流量對油路壓力傳感器非常敏感。

（4）徑向柱塞變量泵的性能受控制泵伺服閥控制油的穩定性影響顯著。

（5）徑向柱塞變量泵對液壓油的污染較敏感。

（6）徑向柱塞變量泵造價也較高。

綜上，徑向柱塞變量泵結構較復雜，工作時影響泵工作性能的因素也較多，此類液壓系統在使用過程中故障率較高，維護不便。

同時，原泵控系統的液壓回路也存在一些問題：

（1）控制泵系統壓力是通過三級壓力閥先導閥的切換得到的，先導閥的頻繁切換會導致閥容易疲勞、損壞，進而導致控制油壓力不穩定。

（2）目前的系統油路分配器結構復雜。

（3）必須借助外控油路才能實現輔助油路與控制油路的正常切換。

2 主機液壓控制泵系統改造方案

針對原壓機主機液壓控制系統存在的問題，我提出了如下的改造設計：

（1）保留現有的二套160ml/r徑向柱塞變量泵中的一套，新增二套力士樂A4VSO180恒壓變量泵，選配功率為90kW的電機。

（2）保留下來的160ml/r徑向柱塞變量泵，用來實現以下兩個功能：a.在壓機鐓粗時為回程缸供液，實現壓機回程；b.為蓄能器系統補液，通過蓄能器給氮氣罐補氣增壓。

（3）新增的兩臺恒壓變量泵中一臺為控制泵，為控制油路及輔助系統提供壓力油，始終工作，另一臺泵作為備用泵使用。特別工況下，兩臺變量泵可同時工作。

（4）去掉現有的三級壓力閥。

（5）利舊改造原有的油路分配器：維持原閥塊不動，利用堵板、堵頭將多余油口堵掉來使用。

（6）油路塊控制油從控制油路單向閥1之后取。

（7）在控制油單向閥后增加一個20L蓄能器，以減少控制泵給輔助系統供液時對控制油路壓力的波動影響。

3 改造后主機液壓控制系統的特點

力士樂A4VSO180型恒壓變量軸向柱塞泵具有輸出壓力的恒定、系統發熱量小、效率高等優點，因此本次改造中，采用此泵替代了原有的徑向柱塞變量泵作為系統的控制泵。改造后主機液壓控制系統保證了主泵及液壓閥技術性能的穩定，具有輸出壓力穩定、控制精確、結構簡單，維護方便的優勢。

4 結束語

經過本次改造后，我公司快鍛機在近一年中運行平穩，故障時間縮短90%，運行中發生的故障也極易判斷處理，備品備件費用及維護費用都實現了大幅降低。