冶金設備液壓系統(tǒng)故障原因與維修技術
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關鍵詞：冶金設備液壓系統(tǒng)；液壓故障；產(chǎn)生原因；維修技術
江陰興澄特種鋼鐵有限公司成立于1993年，是全球單體規(guī)模最大的特鋼生產(chǎn)企業(yè)。其濱江一期廠區(qū)于1998年5月投產(chǎn)，整條生產(chǎn)線裝備設施均從國外引進，其中液壓傳動系統(tǒng)是整條產(chǎn)線的重要動力組成部分。冶金生產(chǎn)現(xiàn)場常常會受到高溫、振動沖擊等因素的影響，這些因素不僅會影響液壓元器件的使用壽命，導致液壓系統(tǒng)出現(xiàn)故障，還可能會造成安全事故。因此，對冶金設備液壓系統(tǒng)的常見故障尋因究源具有極其重要的現(xiàn)實意義。
1冶金設備液壓系統(tǒng)中常見的故障
液壓系統(tǒng)的類型繁多，各自的控制方式及實現(xiàn)的功能也各不相同，但都是由動力元件、控制元件、執(zhí)行元件、輔助元件及液壓油五大部分組成，因此液壓系統(tǒng)故障的判斷與處置方面存在著一些共性。目前，在江陰興澄特種鋼鐵有限公司一軋鋼分廠常見的液壓系統(tǒng)故障有系統(tǒng)壓力失常、爬行、振動與噪聲、液壓系統(tǒng)油溫過高等，如果不能及時進行維修處理，勢必會造成生產(chǎn)中斷，給企業(yè)造成不必要的損失。
2冶金設備液壓系統(tǒng)的常見故障及產(chǎn)生原因
2.1壓力失常
壓力是液壓系統(tǒng)中基本的參數(shù)之一，壓力正常與否直接關系著液壓系統(tǒng)能否正常運行。液壓系統(tǒng)壓力失常通常表現(xiàn)為壓力不穩(wěn)定、壓力過高、壓力不足及系統(tǒng)壓力無法建立。當液壓系統(tǒng)出現(xiàn)了上述壓力失常的現(xiàn)象，將無法正常工作，造成生產(chǎn)中斷。壓力失常的原因主要從動力元件、控制元件、執(zhí)行元件、油箱液位以及設計原因5個方面著手排查。
2.2爬行
當流經(jīng)執(zhí)行元件的流量發(fā)生波動時，會導致執(zhí)行元件的運動出現(xiàn)滑動和停止交替的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象稱為爬行。爬行不僅會影響系統(tǒng)的傳動效率及精度，對于并聯(lián)同步系統(tǒng)，爬行還會造成執(zhí)行機構(gòu)運行不同步。爬行原因的確定主要從內(nèi)外兩個方面進行，外因主要是檢查執(zhí)行元件的運行軌道是否有卡阻，能夠相對快速確定并處理，也是處理此類故障需要首先排除的；內(nèi)因則是檢查液壓系統(tǒng)本身可能出現(xiàn)的問題，如系統(tǒng)介質(zhì)中是否混入空氣、調(diào)速閥是否正常、系統(tǒng)有無泄漏等。
2.3振動與噪聲
振動與噪聲也是冶金設備液壓系統(tǒng)常見的故障之一，兩者一般同時出現(xiàn)。當液壓系統(tǒng)發(fā)生振動和噪聲后，會加速元器件的磨損，影響其使用壽命；此外振動還會導致管線接頭松動，產(chǎn)生泄露污染環(huán)境，當介質(zhì)泄漏量達到設定值，液壓系統(tǒng)便會發(fā)生突然跳停；而噪聲是工業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)場環(huán)境污染的重要因素之一，嚴重影響職工健康。液壓系統(tǒng)的振動與噪聲主要來源于泵、液壓馬達與液壓缸等執(zhí)行元件、管道及油箱4個方面。
2.4液壓系統(tǒng)油溫過高
冶金設備液壓系統(tǒng)油溫過高也是液壓系統(tǒng)正常運行的一種潛在性威脅。液壓系統(tǒng)長時間在高溫下工作，油液的壽命會大大縮短。另外，氧化生成的酸性物質(zhì)對金屬起腐蝕作用，增加磨損，影響液壓元器件的使用壽命及液壓系統(tǒng)運行的可靠性。高油溫對液壓系統(tǒng)的主要危害如表1所示。
3.1壓力失常維修技術
一軋鋼分廠的液壓系統(tǒng)已運行多年，因此設計方面的原因不作為本文討論的重點，以下將從其他4個方面分析壓力失常的原因及相應的維修技術。根據(jù)壓力失常的4個方面原因及“先外后內(nèi)、先簡后繁”的原則，按以下步驟處理壓力失常的故障。（1）檢查油箱液位，確定油泵是否存在吸空現(xiàn)象。（2）檢查執(zhí)行元件馬達或油缸是否損壞，有無內(nèi)泄現(xiàn)象。（3）檢查泵及原動機是否存在轉(zhuǎn)速異常的情況，包括確認泵電機組的聯(lián)軸器是否正常?？梢酝ㄟ^啟用備用泵來快速判斷泵是否正常。若啟用備用泵后故障排除，即可確定泵出現(xiàn)了故障，若啟用備用泵后故障依然存在，則需要排查其他方面的原因。（4）控制元件故障的排查。在這類元件的故障排除過程中，可以先檢查電氣控制線圈等簡單的部件是否正常，再去排查用于控制壓力的溢流閥、減壓閥及卸荷閥等壓力控制類閥門工作是否正常。通過上述4個步驟的檢查，基本上可以確定液壓系統(tǒng)壓力失常故障的原因，并快速處理恢復生產(chǎn)。
3.2爬行維修技術
根據(jù)出現(xiàn)爬行原因的分析，采取的主要維修措施如下。（1）針對外因，先檢查機械軌道是否有雜物、磨損等卡阻現(xiàn)象，可以通過修磨及添加潤滑油來排除。（2）內(nèi)部因素方面，首先，檢查簡單的管線是否泄漏，若發(fā)現(xiàn)泄漏及時處理。其次，檢查油液中是否混入空氣，油位是否正常。一般剛檢修后的液壓系統(tǒng)，第一次試車過程中出現(xiàn)的爬行現(xiàn)象往往是因為系統(tǒng)中混入了空氣，此時只需操作油缸來回動作，將空氣排出即可。最后，需要檢查調(diào)速閥及換向閥是否正常，若控制閥的阻尼孔及節(jié)流口被污物堵塞或者彈簧老化，便會導致閥芯移動不靈活產(chǎn)生節(jié)流，引起執(zhí)行元件的爬行。因此，需要保持介質(zhì)的清潔度，定期檢驗及清洗油箱，在液壓系統(tǒng)維護過程中防止介質(zhì)污染。
3.3振動與噪聲的維修
泵噪聲、振動大的主要原因可能有以下3個方面：一是泵內(nèi)產(chǎn)生氣穴，此時需逐步排查油溫是否正常，如果油溫過低則會導致介質(zhì)粘度過高而引起泵振動、噪聲，此種情況極可能發(fā)生在冬季溫度低的時候，此時開啟加熱器加熱介質(zhì)即可；二是油箱回油管要確保在液面以下，否則回油帶入空氣，容易引起泵在工作過程中產(chǎn)生氣穴；三是泵內(nèi)部零件的磨損與老化損壞產(chǎn)生振動與噪聲，此時需要更換新泵。液壓馬達與液壓缸等執(zhí)行元件的振動與噪聲在安裝之初就要通過確保安裝精度去預防，另外要做好試車時的排氣工作，防止因空氣混入所引發(fā)的振動與噪聲。液壓馬達內(nèi)部零件的磨損或老化損壞也是產(chǎn)生振動與噪聲的一個重要因素。管道的振動與噪聲在液壓系統(tǒng)里比較常見。因此，在管線布置之初就要科學合理的安裝固定管夾，有需要時可以通過加裝防振墊并安裝壓板來消除振動；同時，也要根據(jù)系統(tǒng)參數(shù)合理選擇管徑、安裝蓄能器及布置節(jié)流閥，防止油液劇烈流動所產(chǎn)生的噪聲。
3.4液壓系統(tǒng)油溫過高的維修
液壓系統(tǒng)油溫過高主要來源于兩個方面，此處以江陰興澄特種鋼鐵有限公司一軋鋼分廠保溫爐液壓站為例進行分析。保溫爐液壓站主要為爐區(qū)運鋼臺架提供動力，由于鋼坯溫度高，油缸及液壓油在工作過程中受熱輻射升溫帶回油箱，導致系統(tǒng)油溫常年居高不下，液壓油極易氧化，系統(tǒng)故障率偏高。針對此類由于外部環(huán)境導致的油溫過高，通過改進液執(zhí)行元件液壓缸，增加氣冷裝置來降低溫度，同時在系統(tǒng)回油管路上增加冷卻器（如圖1所示），進一步降低油溫，改進后效果顯著。另外，系統(tǒng)內(nèi)部元件在工作過程也會產(chǎn)生異常發(fā)熱，特別是系統(tǒng)的安全閥與泵本身的卸荷閥設定值不合理時，極易使泵處于卸荷狀態(tài)，導致油溫快速升高，此時需要重新調(diào)整泵自身卸荷閥設定值，使其略高于系統(tǒng)溢流閥設定值即可。
4結(jié)語
本文重點介紹了冶金設備液壓系統(tǒng)中的一些常見故障及產(chǎn)生的原因，并提出了相對有效的解決辦法。期望可以通過最小的人力、最少的財力讓設備發(fā)揮出應有的價值與作用，努力實現(xiàn)冶金設備液壓系統(tǒng)零故障運行的目標。
參考文獻
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作者：王正建 單位：江陰興澄特種鋼鐵有限公司
