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夹紧缸故障分析及液压系统改进
添加:2017-4-22 13:32:15    游览:4487    来源:www.aosailuo.cn

  摘要:本文对陕西龙门钢铁公司西安轧钢厂中精轧夹紧缸故障原因进行了分析,提出了液压系统的改进方法,取得了很好的效果,产生了一定的经济效益和社会效益。

  关键词:液压;夹紧系统;改进

  0 引言

  陕西龙钢公司西安轧钢厂生产线连轧部分有12架轧机,中轧部分6架轧机,每架轧机装配有3台夹紧缸,精轧部分6架轧机,每架轧机装配2台夹紧缸,用来对轧机进行夹紧。

  夹紧缸采用碟簧夹紧式,夹紧力依靠碟簧预压力提供。但在使用的过程中,常发生碟簧破碎现象,对生产的正常进行造成一定的影响。

  本文通过对碟簧破碎原因进行分析,提出了对夹紧回路进行改进的方法,并在改进后取得了较好的效果,产生了较好的经济效益和社会效益。

  1 中精轧液压系统原理

  1.1 中精轧液压系统原理

  西轧厂中精轧液压系统(图1)是由两台液压泵(一用一备)作为动力原件,控制原件由插装式单向阀,调压阀组成。附件由过滤器、压力表、液位计、液位发讯器、加热器、压力控制器,以及一台循环泵等组成,起到保护系统、控制油温和过滤油液等作用。执行元件由12台平移液压缸和30台夹紧缸组成,平移缸用来对轧机进行横向移动,和在换辊时推出或移进换辊小车,夹紧缸对轧机进行夹紧,使轧机在轧钢过程中固定不动。

图1 西轧厂中精轧液压系统图

  1.2 中精轧夹紧缸结构

  龙钢西轧厂夹紧缸采用碟簧预夹紧结构,如图2所示,碟簧的型号为AI160*81.2*10*13.5 GB1972-80,碟簧的极限行程h0=3.5mm,工作载荷Ff=138.3kN,每台夹紧110mm。

厂夹紧缸采用碟簧预夹紧结构图

  在平时的夹紧过程中,活塞在碟簧预紧力的作用下,把活塞向前推出,使轧机处于夹紧状态;需要松开轧机时,打开液压阀,活塞在液压力的作用下,会向后移动,收回活塞杆。

  1.3 中精轧夹紧缸工作方式

  龙钢西轧厂中精轧夹紧缸安装在轧机底座上(图3),夹紧缸功能是在轧钢的过程中对轧机进行夹紧,使轧机不能横向移动,换槽换辊时松开轧机,利于轧机平移。

龙钢西轧厂中精轧夹紧缸安装在轧机底座上的结构图

  活塞杆前部斜面和轧机底部斜面接触,活塞杆在碟簧力的作用下向前推出,在斜面上产生向下的分力,使轧机和底座之间产生很大摩擦力,使轧机不能横向移动。

  2 碟簧损坏原因分析

  夹紧缸在使用的过程中,逐渐就会对轧机夹不紧,轧机会在轧钢的过程中发生跑偏现象,发生废钢事故,同时,用液压力收回活塞时,不能达到最大行程,甚至出现多起活塞杆不动的现象。

  对事故夹紧缸拆下解体,打开夹紧缸前端盖,取出活塞,发现里面的碟簧几乎全部破碎,破碎的碟簧碎片夹杂在碟簧间隙中。为保证正常使用,根据碟簧破碎周期,每6个月就需要对碟簧更换一次。

  在分析碟簧损坏原因时,我们发现,当夹紧缸活塞杆收缩时,最大收缩量为80mm,而碟簧装配数量为24片,查《机械设计手册》,该型号碟簧单片极限行程为3.5mm,则24片碟簧总行程为84mm。据此分析,碟簧在夹紧缸松开时,几乎被压平,在这种工作状态下,碟簧工作一段时间后非常容易损坏。

  3 液压系统改进方法

  根据夹紧缸的工作原理,保持夹紧时,依靠碟簧的预紧力,活塞杆斜面和轧机的斜面紧密接触,对轧机产生向下的力,则会在轧机和底座之间产生摩擦力,轧机依靠摩擦力的作用不能横向移动。松开轧机时,活塞杆斜面脱开轧机斜面,夹紧缸产生的摩擦力消失,轧机可以横向平移。

  那么在松开时,可以不要求夹紧缸的行程达到80mm,只需脱开较小距离,就能达到松开的要求。

  因此可以考虑两种方案,第一种方案是把导向杆延长,夹紧缸处于夹紧状态时,导向杆端面和夹紧缸底部的距离为一个较小值,那么当夹紧缸活塞杆收缩时,导向杆会接触到夹紧缸底部,使活塞停止运动。第二种方案是减小液压系统压力,可以使夹紧缸松开时行程减小。

  在平时的检修过程中,需要把轧机从底座上移开,在夹紧缸行程没有达到80mm时,由于活塞杆的阻挡,轧机不能从底座上移开。要移开轧机只能拆掉夹紧缸,费时费力,因此第一种方案不可行。

  第二种方案要求松开夹紧缸时的液压力较小,但是夹紧缸和平移缸为一个液压系统,如果系统压力过低,平移缸则不能移动轧机。解决的办法是在夹紧回路上安装一个减压阀,可以在系统压力较高时,把夹紧缸的压力降下来,这种方法简单易行。

  于是西轧厂对夹紧回路进行改进,在夹紧系统回路上加装一个板式单向减压阀ZDR10DP1-40B/150M(图4),当夹紧缸活塞杆收缩时,通过减压阀减小夹紧回路的压力,使夹紧缸活塞向后运动的行程为25mm。夹紧缸夹紧时,回油会通过单向阀回到油箱。检修过程需要移开轧机时,调整减压阀,使夹紧回路压力处于最大值,则可以把轧机从底座上移开。

在夹紧系统回路上加装一个板式单向减压阀的结构图

  4 结语

  龙钢西轧厂西库抬钢机自2013年5月份改进以来,在使用过程中再未出现碟簧破损现象,夹紧缸由改进前每半年全部更换维修一次,到改造后一年来从未维修,经济效益非常明显,以每片碟簧40元价格计算,36台夹紧缸每年节约费用近7万元,同时不再因为夹紧缸打不开而影响生产,年综合创效可达10万元以上。减轻了维修工人的劳动强度,创造了较大的社会效益。

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