轉爐活動煙罩液壓系統軸向柱塞泵壓力異常波動分析及解決措施

侯長利

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司，山西 太原 030000）

活動煙罩在轉爐生產中起著至關重要的作用，如果活動煙罩升降不正常將直接導致煙氣回收不充分，造成冒煙環保事故，嚴重時還會導致停產，后果十分嚴重。本文介紹的柱塞泵主要由主軸、殼體、配流盤、斜盤、滑靴等組成（圖1所示），是活動煙罩液壓站中的動力源，它運行狀態的良否將直接關系到活動煙罩升降的質量。

圖1 油泵原理圖

1 系統壓力異常波動的原因查找

在日常設備維護作業過程中，我們發現3號爐活動煙罩液壓站的1號、2號泵時而發生劇烈振動現象，高壓油管的振動肉眼可見，壓力表指針大范圍波動。如此強度的壓力波動，導致的直接后果就是油泵壽命大大縮減，需頻繁更換油泵。而且由于振動劇烈，使得油管、密封等部位極易受到損壞，造成漏油，從而導致液壓系統停止工作，進而影響生產。

1.1 可能存在的原因分析

通過拆解柱塞泵并對液壓系統進行分析，可從以下幾方面尋找原因：

1）油液中混入空氣。空氣的來源一部分系油箱密閉不嚴所致，另一部分則是因油泵泄油口在油液液面以上，其流回時會帶入大量空氣。如果液壓系統中滲入空氣，油液中的氣泡進入柱塞泵內部，在斜盤與滑靴之間破碎而發出噪音，使振動變大。同時油液中混有空氣，會使油液潤滑功能下降，無法充分進行潤滑，加劇滑靴與斜盤間磨損，進而造成油泵內沖擊振動，溫度升高，壓力波動。

2）油泵吸入口吸空。液壓泵運轉時，如果油泵進油口被阻塞，液壓油不能充滿油泵吸油腔，使其內部部分產生真空，形成負壓。這時，液壓油內溶解的氣體便會有一部分析出，形成氣泡。這些氣泡在油泵內部受到擠壓后破碎，從而形成噪音以及壓力沖擊。

3）油泵轉子不平衡。若油泵轉子不平衡也會造成油泵抖動、壓力異常波動。但此情況一般為孤立事件，是個別油泵始終存在的，而不可能是多臺油泵同時存在，且發生變化的趨勢較慢。因此轉子不平衡的原因可以排除。

4）溢流閥損壞。若溢流閥中彈簧失效，系統中油液以不規則形式溢流回油箱，也會導致系統壓力異常波動。

1.2 可能原因對應的解決措施

在解決上述系統壓力波動問題時，主要采取了以下幾種方法：

1）更換柱塞泵。短期內故障消除，但無法持續，短則數周，長則數月，故障依然會復發。通過拆解油泵發現內部軸承有損壞，系劇烈震蕩所致（如下頁圖2、圖3）。

圖2 軸承損壞

圖3 破碎殘骸

2）更換系統油液。效果明顯，油泵壽命大幅增加，油泵更換頻率明顯減小，系統壓力波動趨緩。判斷主要原因系油液污染所致。

3）清洗油泵壓力控制閥、系統換向閥、錐閥等。未見效果，判斷液壓閥正常，非故障原因所在。

4）更換系統溢流閥。未見明顯效果，判斷溢流閥正常，非故障原因所在。

5）檢修時將泄油口延長，直接插入油液液面以下，效果良好。

2 系統壓力異常波動原因分析

系統更換液壓油后，油泵異音明顯減小，管路振動大幅改善，故障基本排除。分析為油液變質（混入空氣、混入雜質）導致潤滑變差，使得滑靴與斜盤磨損增大，油泵內存在壓力沖擊，振動劇烈；同時泄油管回油箱后油管暴露在液面以上，油液回流會帶入空氣，使油液中混入空氣，加劇磨損，對泵造成損害，且振動加劇引起系統壓力異常波動，影響設備正常功能的使用。

3 系統壓力異常波動解決措施

柱塞泵在使用過程中，油液的清潔是生產順利進行的重要保證。圖4為力士樂A10VSO軸向柱塞泵在水乙二醇下的使用工況。當油液中混入水、雜質等時，油液會變質失效，污染的油液會對油泵造成巨大的傷害。

圖4 水乙二醇使用工況

1）系統選用合適的液壓油。本系統根據現場實際情況，選擇使用水乙二醇作為工作介質。

2）保證系統的密封性，防止空氣、水等進入系統，污染油液。

3）液壓系統過濾器的濾芯需定期進行更換。油液中的雜質等都是依靠濾芯進行過濾，時間久了濾芯會很臟，若不及時進行更換就會污染油液。所以濾芯需定期更換，應在每次換油時就將其同步更換。

4）防止油液進水。水會嚴重污染液壓油，還降低油的潤滑性，增加元件的磨損。因此日常點檢時應重點檢查這一點，尤其是冷卻器等部位的進水情況。

5）定期更換系統油液。系統中的油液在使用一定期限之后會發生變質，逐漸乳化，使得液壓油的部分功能喪失，潤滑性變差，混入空氣、雜質等。此時再使用這樣的液壓油會給系統帶來嚴重的安全隱患，甚至造成傷害。

以上是引起軸向柱塞泵振動的簡單原因分析及預防措施，未必是全部或主要原因，情況個例不足以作為標準，具體問題還需具體分析，綜合判斷，以期找出病因，從根本上解決問題。