60MN臥式鋼管熱擠壓機液壓泵運行優化

摘 要：寶鋼特鋼鋼管廠2009年投產的60MN擴孔機臥式鋼管熱擠壓機液壓系統液壓泵使用壽命短。在滿足生產工藝要求的前提下，優化液壓泵運行模式，改善液壓泵使用環境，延長使用壽命。

關鍵詞：60MN擴孔機臥式鋼管熱擠壓機液壓泵；優化運行；延長使用壽命

一、60MN臥式鋼管熱擠壓機液壓系統簡介

寶鋼特鋼鋼管廠2009年投產的60MN擴孔機臥式鋼管熱擠壓機液壓系統動力源有：7臺動作泵，6臺供蓄能器泵，1臺控制油泵，1臺輔助動作泵，及12組活塞式蓄能器組成；集成控制閥塊主要有：BG30為7臺動作泵壓力控制集成塊，BG18為6臺供蓄能器泵壓力控制集成塊，BD20為1臺控制油泵壓力控制集成塊，BD21為1臺輔助動作泵壓力控制集成塊，BG25為12組活塞式蓄能器高壓油輸出控制集成塊；BG31為擠壓桿動作控制集成塊，BG32為擠壓芯棒動作控制集成塊，BG33為擠壓桶動作控制集成塊，及其他輔助動作控制集成塊；執行元件主要有：1臺主缸，2臺上下側缸，2臺水平側缸，4臺擠壓桶動作缸，及其他輔助動作油缸組成。擠壓機待機時，12組活塞式蓄能器由6臺供蓄能器泵提供液壓油，蓄能器液壓油壓力提高至320Bar，壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min，液壓泵始終保持320Bar壓力下工作；擠壓機實施擠壓時，7臺動作泵，6臺供蓄能器泵及及12組活塞式蓄能器組同時提供高壓油；除擠壓動作外，其余擠壓機動作，由7臺動作泵根據設定要求提供液壓油。

二、使用過程中出現擠壓機液壓泵損壞頻繁的問題

擠壓機投入使用后，多次發生為12組活塞式蓄能器提供高壓液壓油的6臺液壓泵損壞，液壓泵損壞后產生的金屬顆粒進入液壓系統，嚴重影響液壓系統的安全運行，被迫停產檢修，更換液壓泵，清潔液壓系統。

三、擠壓機液壓泵損壞頻繁的問題產生原因簡析

經觀察發現，擠壓機處于待機時，12組活塞式蓄能器由6臺供蓄能器泵提供液壓油，蓄能器液壓油壓力提高至320Bar，壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min，液壓泵始終保持320Bar壓力下工作。此時液壓泵在高壓狀態下處于極小流量輸出，液壓泵發熱高，輸出流量小，散熱條件差，液壓泵處于極惡劣的工況下運行，易造成液壓泵組損壞。

四、優化優化液壓泵模式，改善運行環境

為改變擠壓機處于待機時，液壓泵在高壓狀態下處于極小流量輸出，液壓泵發熱高，輸出流量小，散熱條件差，液壓泵處于極惡劣的工況下運行的狀態。經對該液壓系統分析，擠壓機處于待機時擬采用設定液壓壓力于315Bar至305Bar，即液壓壓力達315Bar時，液壓泵處于卸荷狀態；液壓壓力泄漏降至305Bar時，液壓泵建立高壓，為蓄能器供油；液壓壓力升至315Bar時，液壓泵再次處于卸荷狀態。

五、理論計算，優化運行能否生產需要

60MN臥式鋼管熱擠壓機主要相關參數：操作壓力為270Bar至300Bar，擠壓坯料最長為1300mm，擠壓主缸直徑為1270mm，上下側缸直徑為500mm，水平側缸直徑為500mm，活塞式蓄能器氣包容積為3600L，活塞容積為745L，蓄能器氣體壓力高于260Bar，擠壓過程中氣體溫度不變。

由上述條件可計算，擠壓機采用最高壓力，擠壓最長坯料，即擠壓機擠壓一次需要最多的高壓液壓油的容積為：

根據理想氣體阿伏加德定理：

因擠壓過程中氣體溫度不變，即P1*V1=P2*V2

擠壓過程中操作壓力為270Bar至300Bar，12組活塞式蓄能器可提供高壓液壓油容積為：

V=12*（260/270*（3600+745）-260/300*（3600+745））=5020.9（L）

通過計算可得出，12組活塞式蓄能器有能力為擠壓過程提供足夠的高壓液壓油。

六、通過優化計算機控制程序，調整液壓泵運行模式

通過修改計算機控制程序，擠壓機處于待機時設定液壓壓力于315Bar至305Bar，即液壓壓力達315Bar時，液壓泵處于卸荷狀態；液壓壓力泄漏降到305Bar時，液壓泵建立高壓，為蓄能器供油。優化液壓泵運行模式后，擠壓機處于待機時蓄能器液壓壓力曲線見下圖，液壓泵消除了在高壓狀態下處于極小流量輸出的狀態，液壓泵運行工況明顯改善，使用壽命得以明顯延長。

參考文獻：

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[4]李中興，等.液壓系統設備管理維護手冊.上海：上海科學技術出版社.

作者簡介：周強（1966-），男，上海人，本科，高級工程師，研究方向：冶金機械設備技術。