冶金行業液壓缸的故障與維修

李紹云

（1.北京中冶邁克液壓有限責任公司，北京100076；2.《液壓氣動與密封》雜志社，北京100050）

0 引言

隨著我國改革開放的發展，冶金行業取得了舉世矚目的成就，2016年全球粗鋼產量為16.30億t。其中，我國產量為8.084億t，粗鋼產量占全球產量的49.6%，而在2000年，全球粗鋼產量為8.50億t，我國占比為15.1%；再回溯更久遠的1967年，全球粗鋼產量為4.93億t，中國占比僅為2.1%。不可否認粗鋼生產過剩對環境治理的影響，但也應該承認鋼鐵產業發展對我國經濟發展的促進作用。

液壓系統是冶金設備的重要組成部分，相比電控、氣控，液壓控制有著其自身的優勢。因為用油液作為工作介質，能把由于功率的損耗而產生的熱量帶走，易于實現無級調速，具有自身潤滑等優點，也有容易漏油、不易維修等缺點。熱軋、冷軋、高爐、鋼包精煉爐等冶金設備上都使用了液壓技術。我國液壓技術的發展既有歷史的原因，也有自身的機遇。1977年當時德國的曼內斯曼力士樂公司進入我國就是武鋼1.7 m軋機項目，這就是為什么國內冶金行業主流液壓產品幾乎都是力士樂系列的主要原因。改革開放以后，隨著我國經濟的快速發展，冶金行業發展迅猛，國內幾個大的液壓公司在國家政策的支持下，引進了德國曼內斯曼力士樂（現已改為博世力士樂）的液壓技術，使得國內液壓技術快速發展。其中，液壓缸作為液壓系統的執行元件，也經歷了一個快速發展的過程。

液壓缸因為使用原理和結構比較簡單，制造相對容易，很多初學者的印象可能是“沒什么技術含量”，但一個產品重不重要不能這么簡單理解，筆者有著深刻的體會?，F以某鋼鐵公司中板廠軋機平衡液壓缸為例作如下介紹。

1 案例介紹

不同軋機形式，對平衡裝置的要求也不同，某鋼鐵公司中板廠板坯平衡裝置采用液壓平衡裝置，該裝置需適應上軋輥速度快、行程長、移動頻繁的特點，并要求工作可靠性高，方便換輥和維修。液壓平衡裝置采用液壓缸推力來平衡上輥重量，液壓平衡裝置結構緊湊，使用方便、操作簡單，可以改變液壓缸壓力，有利于換輥操作，但是投資較大、容易漏油、不易于維修。該公司軋機平衡液壓缸就是在工作過程中產生漏油，因為生產工期緊張，考慮到停工的影響，液壓缸在漏油不嚴重的情況下一直沒有停工。生產現場的環境很惡劣，潮濕、充滿油污、噪聲很大，液壓缸還在繼續工作，液壓油的損失顯得微不足道。液壓缸維修需要向上級申報停工，時間緊任務重，在這樣的條件下，液壓缸維修工作十分困難。

2 故障分析

冶金用液壓缸大多數工作在空氣濕度大、粉塵多、溫度高等復雜環境下，雜質容易通過活塞桿和導向套之間的間隙進入液壓缸，時間長了容易造成活塞桿和密封件損壞，導致漏油等現象發生。因為工況不同，液壓缸故障的原因也有所不同，主要有密封件損壞、液壓缸零件磨損等。液壓缸故障時，需要拆解液壓缸各個零部件，用肉眼檢查，來分析具體漏油原因，并做好詳細記錄。必要時對各個零件進行測繪，用數據來具體分析漏油原因。

3 維修工作

3.1 維修前準備

（1）先將粉塵和油污清理干凈，保持維修環境相對干凈整潔，維修師傅需要保證手部相對干凈和整潔，維修工具和拆卸下來的零部件也要保持相對干凈、整潔，避免維修過程中的二次污染。

（2）用煤油或者汽油等清洗液將液壓缸外部進行全面清洗時，必須做好相應的防范措施，避免在易燃易爆的場所進行，以免發生火災等事故。

3.2 維修過程

做完準備工作后就可以對液壓缸進行維修了。首先要拆卸液壓缸，拆卸前需對缸體結構有一個全面的了解，熟悉缸體都有哪些構件。一般液壓缸都是由端蓋、缸頭、活塞桿、缸筒、缸底等組成，缸頭、缸尾、活塞上都有密封件。拆卸步驟：先拆卸端蓋緊固螺栓，然后依次將缸頭、活塞桿、活塞、缸筒、缸尾拆卸下來。拆卸時要輕拿輕放，避免劃傷零部件的配合面尤其是精度要求較高的缸筒內表面和活塞桿外表面，拆卸下來之后需要對零部件進行清洗，然后用干凈的綢布或的確良布進行擦拭，確保零部件表面清潔。在液壓缸各個零部件中，缸筒最不易清洗，尤其是缸徑較小的缸筒，需要反復清洗幾次，并使用不容易刮傷缸筒表面的工具裹上綢布或的確良布擦拭缸筒內壁。擦拭干凈之后，檢查零部件配合表面是否有明顯損傷，判斷哪個零部件需要維修或者更換。

（1）密封件。液壓缸有漏油，首先考慮因素不否為密封件損壞，如果只是密封件損壞，更換新的密封件就可以確保液壓缸繼續工作。液壓缸密封件主要分布在活塞、缸蓋、缸底。需要注意是，密封件拆卸要保持相對清潔，防止污染密封件，對于損壞的密封件要及時更換。另外，密封件都是有保質期的，新的密封件應該是柔軟、有彈性的，判斷方法是用手捏一下，如果缺乏彈性、不柔軟，或者折一下就出現裂痕，就不能采用了。還有，密封件廠家因為規模不同，產品質量也參差不齊，國產密封件和歐美一線品牌也存在著一定的差距，選擇密封件時不僅要選對密封結構，而且還要選對相應的密封件產品。

（2）活塞桿。液壓缸活塞桿一般為40Cr或45#鋼經調制處理并表面鍍鉻，檢查活塞桿是否有凹坑、局部點蝕或者鍍鉻層脫落等問題：如果是輕微的局部點蝕，不會影響密封效果；如果有凹坑或者鍍鉻層脫落，就可能會引起漏油，鍍鉻層脫落嚴重的話需要重新進行鍍鉻并進行拋光；如果有凹坑、無法繼續使用，則需要更換活塞桿。

（3）活塞、導向套?；钊砻嬗休p微摩擦傷痕，屬于正常現象，不影響液壓缸正常工作，但是如果傷痕深度達到0.2～0.3 mm時就應進行修復或者更換新的液壓缸。導向套與活塞類似，如果傷痕深度達到0.2～0.3 mm，同樣需要修復或者更換。

（4）缸筒。液壓缸缸筒常用材料為45#無縫鋼管，經調質處理而成，如果有輕微擦傷的話，不影響正常工作，但如果出現裂痕等損傷，因為對缸筒精度要求較高，礙于加工手段較為復雜，所以不做修理，而是直接更換。

（5）缸蓋、缸底。一般液壓缸缸蓋、缸底均有密封槽，密封槽不能有損壞，缸蓋和缸底與缸筒接觸面不能有明顯損壞，以保證不漏油。

（6）液壓油。液壓系統必須經過合適的過濾器注滿正確的工作介質。作為最低限度的要求，介質清潔度必須滿足NAS1638-2011標準8級（表1）。仍然存在的混合防銹液與液壓工作介質相容，不必除去，但必須對其氧化及酸化度進行檢測。

表1 油液污染度控制標準

3.3 裝配

裝配前需要先檢查各零部件接觸面是否有毛刺或雜質，如果有則需要清除后再裝配。裝配工具需要提前準備好。另外還需要準備一些潤滑油，方便在裝配時使用。

因為平衡液壓缸是依靠推力來平衡上輥重量，各個零件之間的配合不僅關系到是否漏油，而且關系到推力的穩定性和換輥工作的安全性還有液壓缸的使用壽命。

3.4 液壓缸注油和排氣

液壓缸安裝完以后，由于空氣是可壓縮的，殘留在液壓缸中的空氣可能影響液壓缸的運行，液壓缸的工作介質必須注滿直至溢出。這項工作必須由有資格或者有經驗的人員進行操作。在液壓缸尚未加壓的時候，打開活塞桿腔的排氣塞，如果有一個微型測壓軟管，可以將測壓軟管連接到排氣接頭上進行排氣。調整液壓系統，使得液壓系統保持在5 bar（0.5 MPa）左右，啟動液壓系統，調整液壓閥組，使得液壓缸活塞桿緩慢縮回（壓力作用在活塞桿腔），活塞桿腔就充滿了液壓油。如果腔內有空氣，會通過排氣接頭被排除。經過一次以后，驅除出來的將不是空氣而是泡沫狀的液壓油，沒有空氣后液壓油不再起泡。對液壓缸的活塞桿一端進行排氣操作以后，另一端也需要進行相應的排氣操作。最終，完成液壓缸的排氣操作。

3.5 定期檢查

液壓缸維修好以后，需要進行定期檢查。檢查時需要注意以下7點：①可能在油口出現漏油；②檢查活塞桿的運行軌跡和損傷；③防護涂層的損傷；④定期檢查液壓缸的密封性能（檢查周期不要太長），尤其是活塞桿與缸蓋結合處有無泄漏；⑤更換密封；⑥定期檢查和緊固重要部位的螺釘、螺帽、接頭和法蘭螺釘；⑦要保持液壓缸外表清潔，特別是活塞桿表面的清潔。

4 結論

某鋼廠中板廠軋機平衡液壓缸經過拆解，對各個零件進行測繪，發現活塞桿尺寸和缸蓋尺寸已經不能很好地配合，活塞桿表面銹蝕嚴重，需要重新制造活塞桿：添加鍍鉻層，更換密封件，缸蓋外面增加一層防塵圈。經過處理，液壓缸可以繼續工作。

大型鋼廠采用專業的故障維修技術實施定期檢修，可以減少液壓設備在工作現場漏油發生的概率，保證冶金機械系統在高溫、高濕度等惡劣環境下的正常運轉。對服務于鋼廠的液壓設備供應商來講，對鋼廠維修工人開展定期的培訓，既增加了售后服務的效率，同時也增進了鋼廠與液壓設備供應商之間的溝通，對于合作雙方來說都是有益的。