钢卷升降运输小车液压系统故障分析.pdf

钢卷升降运输小车液压系统故障分析 盛金福 上海宝钢设备检修有限公司 上海 201900 摘要 钢卷升降运输小车广泛用于轧钢工业生产线 在使用过程中其液压系统经常出现故 障 由于系统中各液压元件极易受到油液的影响 当污染严重时 油中的杂质会造成阀件损 坏 阀芯卡滞 卡死 阻尼孔 节流口堵塞 从而使系统发生故障 文章对几种典型故障的原因 进行了分析 并提出相应的处理方法 关键词 钢卷 升降 运输 液压系统 故障 中图分类号 TH137 文献标识码 B 文章编号 1008 0716 2001 03 0007 04 Analysis on Fault of Hydraulic Pressure System of Steel Coil SHENG Jin fu Baosteel Ironmaking Department Shanghai 201900 China Abstract Coil car has been widely used in rolling production line But fault of hydraulic pressure occurs frequently because of the influence of oil on every hydraulic component The system fault can t be avoided for the heavy pollution of the impurity in oil which will lead to damage of valve block of spool and choke of damping hole and throttling scoop Reasons of some typical faults are analyzed and the rela tive solutions are present Key Words Coil Lifting Transportation Hydraulic system Fault 1 前言 钢卷升降运输小车广泛用于轧钢工业生产 线 它的运行正常与否 直接影响钢卷的运输与安 装 从而影响设备的正常运转和产品的正常生产 本文以宝钢某金属加工有限公司生产线上所使用 的钢卷升降运输小车为例 对小车的几种典型故 障进行分析 介绍相应的处理方法 该公司主要有两条生产线 一条纵向矫直 剪 切线 另一条横向矫直 剪切生产线 频繁使用钢 卷升降运输小车 该小车的作用是 通过小车横 向移动和平台垂直升降将小车升降平台上 20 t 左右的钢卷送入开卷机上进行后继工序的矫直和 剪切 小车的横向进退由液压马达来实现 平台 升降依靠液压缸带动 由于液压装置有很大的功 盛金福 工人 1958 年生 现从事液压设备检修工作 电话 26645845 率重量比 所以小车能够产生很大的横向牵引力 和垂直升降的机械力 由于液压系统的各元件极易受到油液的影 响 当污染严重时 阀件易产生堵塞现象 从而系 统不能正常运行 2 现场故障情况 1 一台小车在空载时横向进 退有异常振 动 纵向上升平稳 下降时电磁铁失电后仍略有些 向下爬行 加载后 20t 钢卷放在小车平台上 小 车横向进快 退慢 纵向上升停止未待电磁阀切换 成下降状 重物即随平台缓缓下降 不能定位 完 全不符合动作要求 2 另一台小车纵向上升平稳 停止后 当电 磁阀换向成下降状态时 不动作 不下降 当电器 故障排除后下降时 有爬行和冲击振动现象 小车 横向空载进 退都很正常 但加载后 当小车处于 72001 年第 3 期 宝 钢 技 术 回退状态 小车会时退时停乃至一点也不动 3 当把修复后的液压元件 溢流阀 平衡阀 安装到副线小车液压系上后 经系统调试一切正 常 纵向上升 下降都很平稳 横向进 退也很正 常 但运行一段时间后 突然小车横向前进不动 作 其它方向运动都正常 3 故障原因分析和排除方法 3 1 第一种故障情况 从现场故障情况来看 可以断定是液压回路 中 液压元件或液压系统有问题 液压系统回路 图见图1 图 1 系统回路图 Fig 1 System circuit drawing 3 1 1 钢卷小车加载后横向进快退慢 影响小车横向进退的原因有 2条 1 油马达回油路中的两个单向节流阀 图 1 中4 5 的开口度不合适 众所周知 液压系统的执行元件 如油缸 油 马达 速度的大小取决于系统的流量大小 流量 大 速度快 流量小 速度慢 油马达的转速 n 决 定于进入油马达的流量Q 和每转排量q Q q n n Q q 1 从公式 1 中可以得知 流量和油马达转速成 正比 流量越大 转速也越快 而该小车在控制横 向进退的液压回路中 于油马达的回油路中装了 两个单向节流阀 形成回油节流调速 这两个单 向节流调速阀的开口大小 决定着油马达的进油 量的大小 从而决定了油马达旋转速度的快慢 也 就是小车横向运动的快慢 2 在系统调压阀 图 1 中 6 的设定压力 12 MPa 不变的情况下 油马达进口前端溢流阀 图 1 中 7 8 也是决定小车横向进退的关键元 件 溢流阀压力设定过高 油马达高压运转 容易 发热 从而降低使用寿命 压力过低 则导致油马 达转不动 同时这两个溢流阀分别用来限制液压 马达反转和正转时产生的最大冲击压力 起制动 缓冲作用 如压力设定过高 油马达制动过猛会引 起冲击和振动 综合上述原因 采用了以下故障排除方法 先 将油马达进出口回路中的两个溢流阀的压力设定 为10 3 MPa 根据设计要求 然后调节回油单向 节流调速阀的节流开口大小 按用户要求 调节到 该钢卷小车横向进 退的最佳速度为止 3 1 2 钢卷小车在加载后纵向上升停止后仍向 下缓缓下降 油缸规格 活塞直径 D 170 mm 活塞杆直 径 d 127 mm 行程 L 810 mm 系统压力为 12 Mpa P F S F P S 2 式中 P 为系统压力 F 为油缸最大推力 S 为活 塞面积 从公式 2 可得到 F P D2 4 270 kN 20 t 钢卷放在工作平台上 油缸带动工作平 台上升很平稳 速度也很正常 由计算结果得知 油缸最大向上推力为 270 kN 可见小车纵向上 升的系统回路没问题 即系统调压阀 图 1 中 6 油泵 图 1 中 13 都没问题 那么造成故障的原 因只能有以下 2 条 1 油缸 图 1中 11 有内泄漏或外泄漏 导致 油缸下降 经鉴定后排除 2 平衡阀中的压力阀和单向阀故障 8 宝 钢 技 术 2001 年第 3 期 油缸 图1 中 11 下腔压力经平衡阀 图 1 中 9 中的单向阀封死 使油缸停止运动 只有当远控 口的压力大于平衡阀中的压力阀的压力设定值 时 才能将平衡阀打开 此时油缸下腔的压力放 出 平台下降 而现况是远控口没有压力 平衡阀 中的压力阀也没有开启 油即从平衡阀中流出 显 然是平衡阀中的单向阀损坏 阀芯磨损 卡滞 或 者是平衡阀中的压力阀阀芯磨损 泄漏 排除故障方法 在调节平衡阀无效情况下 更 换平衡阀 由于厂方无备件 为确保主线的正常 运转 建议并征得厂方的同意 将副线钢卷小车上 的平衡阀作为备件装上 试车果然一切正常 经 证明判断准确 见图 2 图 2 平衡阀故障示意图 Fig 2 Sketch map of balancing valve faults 3 2 第二种故障情况 3 2 1 小车纵向下降不动作 有3 条原因 1 平衡阀中的压力阀的压力设定值过高或 关死 远控口的压力不足以打开平衡阀 图 1 中 9 中的压力阀 从而使油缸下腔的压力油被平衡 阀中的单向阀封死 油缸无法向下动作 2 三位四通电磁换向阀 图 1 中 1 存在电 气故障 电器插头松动 接触不良 线路未接好 接 错 断开等 都能导致电磁铁不动作从而使电磁阀 不换向 3 回油单向节流调速阀 图 1 中 3 中的节 流开口度调节过小或节流关死 使油缸下腔的压 力油不能通过该节流阀回到油箱 而被封堵在管 道内 油缸无法向下运动 故障排除方法 调节调速阀中的节流开口度 使节流口开大 如无效 则调松平衡阀 图 1 中 9 中的压力调节缧丝 如仍无效 立即以手动方式检 查电磁阀 图 1 中 1 中阀芯是否卡死 换向是否 正常 如电磁阀阀芯动作正常 即可断定电气故 障 最终将线路板拆开 经查确实有一路线断脱 开 断线重新接上后 电磁阀换向正常 油缸即带 动平台下降 实践证明判断准确 3 2 2 小车纵向下降后有爬行和冲击振动现象 其原因有 2 条 1 单向节流阀 图 1 中 3 的节流口较小时 油中杂质和污物很容易附着在节流口处 使通过 节流阀的流量减少 压差增大 压力脉动又将污 物从节流口处冲走 使通过节流口的流量增加 如此反复 造成爬行故障 2 控制阀即溢流阀 图 1 中 6 中的阻尼孔 被杂质堵塞 使调定压力不稳定 造成系统压力波 动很大 从而小车平台运动波动大并伴有冲击和 振动 故障排除方法 更换新油 更换滤芯 清洗节 流阀和溢流阀 3 2 3 小车加载后横向回退时出现时退时停乃 至停止不动现象 其原因有 2 条 1 机械上故障如小车轮子上有异物 轮子转 动时会卡滞 卡死 轨道变形以及阻力过大或有阻 碍物 经查排除 2 小车横向退回 油马达 图 1 中 12 逆转 溢流阀 图 1 中 8 设定压力过低接近临界 或溢 流阀卡滞 卡死都会造成油马达 图 1 中件 12 进 口端时有压力 时无压力或一点压力也没有 从而 油马达带动小车轮子出现时转时停乃至停下不动 现象 故障排除方法 小车轮子转动不正常是由液 压系统故障造成的 所以首先将回油单向节流调 速阀 图 1中 5 开口调大 将溢流阀 图 1中 8 调 压螺栓由外往里拧紧 此时压力应增大 如无效 即可断定溢流阀 图 1 中 8 阀芯卡滞 卡死 见图 3 中 A 需更换溢流阀 将副线钢卷小车中溢流 阀作为备件装上后 运动立刻正常 说明判断准 确 9盛金福 钢卷升降运输小车液压系统故障分析 图 3 溢流阀故障示意图 Fig 3 Sketch map of relieving valve faults 3 3 第三种故障情况 现场故障情况 3 中 小车突然横向前进不动 作 其它方向运动却都正常 说明系统回路中液压 泵 图 1 中 13 系统调压阀 图 1 中 6 油马达 图 1中 12 完好无异 而只有当电磁换向阀 图 1 中 2 突然卡滞 换向不到位 回油单向节流阀 图 1中 4 的节流口突然被堵塞 油流通道被堵 死 油马达进口前端溢流阀 图 1 中 7 阀芯突然 被卡死 高压油被卸荷 油马达进口腔因无压力而 不转 才会发生突然横向前进不动作现象 故障排除方法 以手动方式检查电磁阀 图 1 中2 阀芯动作是否灵敏 如无疑问 即调大节流 阀 图 1 中 4 的开口度 如仍无效 立即拆卸 检 查溢流阀 图 1中 7 结果在溢流阀主阀芯端发 现有一块小铁皮卡在里面 见图 3 中 B 因而导 至溢流阀卸荷 油马达进口因无压力而转不动带 负载的小车轮子 去除小铁皮后 溢流阀故障解 除 小车又恢复正常 4 结束语 据有关资料查证 液压系统和液压元件的故 障 70 左右来自于油中的杂质 即使是新的液 压系统 新的液压油 在经过一个时期的运转后 其油氧化后析出的胶质 沥青等杂质 加上各元件 配合面 如阀芯 阀套等 长期的相对运动而析出 的金属粉末等杂质 都会随时造成液压系统元件 的故障 该钢卷液压升降 牵引小车故障 1 故 障 2 也都是由于油中的杂质而造成溢流阀 平 衡阀阀芯卡滞 卡死 磨损 而故障 3 中油箱内竟 混入外加的小铁皮 以上种种都表明该系统油质 已遭受很严重的污染 油中的杂质已成了一