對造型線液壓系統的認識

李百強，馬 穎（機械工業第四設計研究院，河南洛陽市 471039）

對造型線液壓系統的認識

李百強，馬 穎（機械工業第四設計研究院，河南洛陽市 471039）

簡述了造型線液壓系統應用的一些注意事項，并對液壓系統在設計、制造、安裝、生產管理及維修的經驗進行了歸納總結，提出了一些有用的建議。

造型線；液壓系統；設計；制造；維護

在造型線中，液壓驅動是最主要的一種驅動方式。與其他驅動方式相比，液壓驅動具有承載力大、運行平穩、噪音低、停位準確、動作可靠、能夠實現復雜的控制方式等優點，因而在造型線中被廣泛應用。各種液壓油缸、液壓馬達等組成了造型線設備的動力源，筆者多年從事造型線設備的設計、安裝工作，現就造型線液壓系統的設計、制造、安裝、管理及維修等方面取得的經驗作一下論述，以期為鑄造從業人員提出一些有用的建議。

液壓系統的可靠性對造型線能否正常運行具有決定性的影響。由于一條造型線中往往有數十臺油缸和上百個液壓閥，液壓管路比較長，中間轉接點多，應用大量的管件等，就造成了影響整個液壓系統的因素很多，對設備運行的穩定性形成了很大的挑戰。為了保證造型線的正常生產，提高生產率，就要求我們在液壓系統的設計、制造、安裝、生產管理及設備維修等方面嚴格規范，以最大限度地保證液壓系統的合理、可靠、耐用、低耗。下面就以上幾個方面的要求和注意事項進行一下論述。

1 造型線液壓系統的設計

在造型線液壓系統設計中，不僅要滿足設備的使用功能，而且要滿足系統的可靠性和易維護性，要注意以下幾點：

（1）要使控制的閥組盡量簡單。在一個油缸或液壓馬達的控制回路中，盡量簡化設計，在滿足功能的前提下，使用盡量少的液壓閥件，這樣不但可以減少故障元件，也為閥板的設計制作帶來方便。

（2）在應用中，閥組一般采取集成的方式。集成閥板的設計要考慮加工性，油孔不可過長。在設計中我們一般把孔徑與孔深比控制在1∶15以內，以避免因孔深過大造成加工歪斜。盡量減少細長孔，對于確實需要細孔的地方，可以采取對面鉆一個較大直徑工藝孔的方式以減少加工深度，兩相鄰油孔之間的設計間距不能太小，防止鉆通造成串油。

（3）在設計時，應盡量把控制閥組設置在離執行元件近的地方，以提高控制靈敏性，保證設備動作精度。當執行元件布置在移動部件上時，應該同時把控制閥組設置在移動部件上，避免因管道移動而造成控制油路不暢，如在自動靜壓造型線中的移箱機上的控制閥組就往往設置在移動小車上。

（4）在設計時，應充分考慮控制閥組的安裝和維修空間。不僅要避免閥組與設備干涉，更要考慮元器件的拆裝和維修工的操作空間。同時，為了維修方便，應該在每臺設備的控制閥組的主進油和主回油口各設計一個高壓截止閥。這樣，當設備出現問題時，只需將高壓截止閥關掉就可以方便地進行維修。

（5）管路設計一定要考慮管道的耐壓，合理選擇油管的壁厚。對于液壓軟管來說，耐壓更是一個需要考慮的問題。選擇軟管時絕對不允許最高使用壓力低于系統工作油壓。由于大通徑液壓膠管往往耐壓較低，在一些高壓大流量的地方可以采取設計多根較小通徑液壓膠管并聯的方式來解決。同時，在設計液壓軟管管路時，膠管的彎曲半徑是一個必須考慮的問題，應該為膠管留出必要的彎曲空間。

（6）設計液壓站油箱時，要充分注意兩個方面：一方面要控制油溫，另一方面要防止液壓油的污染。由于鑄造車間的環境一般都比較差，高溫、粉塵等都將會對液壓系統造成一定影響：油溫過高會造成密封件的快速老化，產生漏油現象；液壓油被污染后會造成液壓閥堵塞、設備停機。因此在設計油箱時對這兩方面要特別注意，要合理選擇冷卻器，合理設置過濾器。另外，為了給液壓站創造較好的工作環境，應盡量把液壓站設置在單獨的泵站房內。泵站房應設計通風裝置，輸送潔凈的風以改善環境。

2 造型線液壓系統的制造

液壓系統的制造主要是油箱、閥板等的制造。

液壓油箱主要是焊接件，制作要求很高。首先要保證焊接的致密性，防止液壓油滲漏，要求焊后做防滲試驗。同時要做好防止焊接變形的措施，焊后要對焊縫進行磨光清渣除銹處理。為了防銹，一般油箱內壁都要進行磷化處理。

作為液壓閥安裝板，閥板的加工要求更高。一般來說，閥板采用35#鋼鍛件加工，為了提高加工性能，通常還要進行熱處理。在加工過程中，要特別注意各油孔及螺紋孔的定位尺寸，防止偏差過大；裝管接頭的螺紋孔（由于需要組合墊圈密封）必須保證螺紋孔和锪平面的垂直度；各安裝面的平面度和光潔度。在加工后要對各油孔進行嚴格清洗，清除所有雜物，并檢查各孔相通情況，防止出現加工錯誤。出廠前要對閥板進行壓力試驗，試驗壓力一般略高于工作壓力。試驗過程中所有內孔不得有穿透、滲油、冒汗等現象。閥板的保存一般用清潔的煤油，防止生銹和污染。

另外，部分較大管路的連接法蘭通常都要預制。和閥板一樣，在制造時要注意連接面的平面度；注意密封件溝槽尺寸嚴格按設計制造，液壓管道焊接處預制焊接坡口。

3 液壓系統的現場安裝

由于造型線設備很多，液壓系統的主要工作量都在現場的安裝上?，F場安裝的質量好壞直接關系著系統故障率的高低，一定要選擇專業的安裝隊伍，嚴格按照規范要求進行安裝。

液壓系統的安裝，一定要注意以下幾個方面。

3.1 液壓管路管材的選擇及加工

造型線液壓系統管路一般采用20#無縫鋼管。鋼管加工包括切割、打坡口、彎管等，鋼管切割原則上采用機械方法，嚴禁用手工電焊、氧氣切割的方法，切割后需將銳邊倒鈍，并清除鐵屑。切割后的鋼管端面與軸向中心線應盡量保持垂直。管子的彎曲加工最好在機械或液壓彎管機上進行。一般?38mm及以下的管道采用冷彎，即用彎管機在冷狀態下彎管。制作彎管時不允許熱彎的，可采用沖壓彎頭等管件替代。因為熱彎時容易產生變形、管壁減薄及產生氧化皮等現象。

3.2 液壓管路的焊接

目前國內的造型線液壓系統管路安裝中，焊接式管件的應用最為普遍。整個系統管件數量很多，焊接工作量很大，這就對焊工提出了很高的要求。通常來說，液壓管路焊接必須用氬弧焊打底，手弧焊封面，或全部用氬弧焊接，以免出現焊渣。管道在焊接前，必須對鋼管端部開坡口；法蘭及接頭焊接時，須與管子中心線垂直，焊后進行防滲試驗。焊縫應設在管道的直線段上，且不得設在墻洞、基礎內和隱蔽的地方。隨著國內卡套式管接頭和管子技術和質量的不斷提高，越來越多的液壓管路?28mm以下管子采用卡套式接頭，這樣就大大減少了焊接工作量。

3.3 管路的鋪設

液壓管路在鋪設時盡量成水平或垂直兩種排列，注意整齊一致，盡量避免管路交叉，兩條平行或交叉管的管壁之間，必須保持一定距離。整個管線要求盡量短，轉彎處少，平滑過渡，減少上下彎曲，保證管路適當的熱脹冷縮。管路的長度應能保證接頭及輔件的自由拆裝，又不影響其它管路。管路敷設位置或管件安裝位置應便于管子的連接和檢修。管路應靠近設備，便于固定管夾，管道不得直接焊接在支架上。管路敷設后，不應對支承及固定部件產生除重力之外的力。根據管徑合理設置管夾，管夾一般固定在預埋件上，管夾之間距離應適當，過小會造成浪費，過大將發生振動。推薦的管夾距離見表1。此表為參考值，可根據現場安裝實際需要進行調整，有彎管處前后都必須設置管夾。

表1 推薦管夾間距（mm）

3.4 管路的清洗

管路的清洗主要有兩方面，一是焊接后管路的酸洗工作，二是管路的循環沖洗工作。

酸洗的目的是通過化學作用將金屬管內表面的氧化物及油污去除，使金屬表面光滑，保證管道內壁的清潔。酸洗管道是保證造型線液壓系統可靠性的一個關鍵環節。一般來說，管路酸洗采用槽式酸洗法，就是將液壓管道放入酸洗槽內浸泡，處理合格后再將其進行配管安裝。一般應按以下工序進行：脫脂→水沖洗→酸洗→水沖洗→中和→鈍化→水沖洗→干燥→噴涂防銹油（劑）→封口。酸洗過程中，所有的密封面及螺紋要保護起來，以免受到損傷，酸洗結束后，管路要立即進行封口，盡量保證管路不被污物進入，并盡快恢復管路。

管路用油進行循環沖洗，是管路施工中又一重要環節。管路循環沖洗必須在管路酸洗和二次安裝完畢后的較短時間內進行，其目的是為了清除管內在酸洗及安裝過程中以及液壓元件在制造過程中遺落的機械雜質或其它微粒，達到液壓系統正常運行時所需要的清潔度，保證主機設備的可靠運行，延長系統中液壓元件的使用壽命。盡量采取兩級沖洗方式：第一級沖洗是在各液壓閥組處把油路進行短接，先對主管路進行循環沖洗；第二級沖洗是在各執行元件處把油路進行短接，并可采用把各液壓換向閥固定打到一端（沖洗過程中不可換向），對整個系統管路進行沖洗。沖洗完成后，應更換液壓泵站的過濾器濾芯。但沖洗中應該注意，液壓系統中的液壓缸、液壓馬達、伺服閥、比例閥、壓力繼電器、壓力傳感器以及蓄能器等不得參與沖洗，沖洗回路中如有節流閥或減壓閥應將其調整到最大開口度。沖洗前可以用無油干燥壓縮空氣（或氮氣）對管道進行吹掃，將大顆粒臟物用氣體沖出，減少油沖洗的麻煩。

4 造型線液壓系統的生產管理及維修

同樣，作為造型線穩定運行的重要保證，液壓系統的生產管理及維修的作用不可小視，日常管理和維修應做到以下幾點：

（1）制定嚴格的維護保養及維修制度。首先針對整個液壓系統的原理和構造，要對維修人員作一個系統的培訓，使其全面了解并熟練掌握排查故障及維修方法；其次，制定日常巡檢制度，對一些易出故障的點要重點關注，發現故障或潛在的故障應立即排除，特別是對一些密封件、過濾器濾芯等，應采取定期更換制度，絕不能等到出問題了再去更換。

（2）備品備件要合理并且充足。特別是對一些供貨周期長的液壓元器件如伺服閥、比例閥、液壓馬達、液壓泵等一定要有充足的備件，并保持暢通的購貨渠道，備品備件要專人管理，并經常進行清點核對，要按照說明書上的保管要求進行保管，確保維修更換的需要。

5 結語

造型線液壓系統是造型線穩定運行的重要保證，相對來說也是一個相當復雜的系統。筆者對該系統的應用注意事項作了簡單的歸納總結，難免掛一漏萬，但這也是筆者對造型線設備應用的一些體會，希望能夠對鑄造從業者有所幫助。

[1]GB/T 25133—2010液壓系統總成 管路沖洗方法[S].北京：中國標準出版社.

[2]李 峰，劉小龍.如何提高造型線液壓系統可靠性[D].北京：中國科學院上海冶金研究所，2000.

About Hydraulic System of Molding Line

LI BaiQiang，MA Ying
（The 4th Design and Research Institute of Machine Building Industry,Luoyang 471039,Henan China)

Some matters needing attention to the application of the moulding line hydraulic system have been simply introduced,some experiences in design,manufacture,installation,production management and maintenance of the hydraulic system been summarized and some useful suggestions been put forward.

Molding line；Hydraulic system；Design；Manufacture；Maintenance

TG231.6;

B；

1006－9658（2011）05－3

2011－05－17

2011－068

李百強（1979－），男，工程師，主要從事鑄造設備設計研究