60MN臥式鋼管熱擠壓機液壓系統的認識和優化

周強++許武

摘 要：本文介紹了60MN臥式鋼管熱擠壓機液壓系統組成及動作原理；針對運行中出現的液壓泵長時間處于高壓小流量狀態，致使液壓泵壽命短；一旦液壓泵損壞，缺乏報警手段，不能及時發現，致使故障擴大；液壓系統主回油管道與液壓泵吸油管道口過于接近，導致回油存在不經有效處理、直接吸入液壓泵；液壓油箱結構不合理，不利于氣體析出和機械雜質的有效過濾、沉淀；液壓系統系統過濾設置不合理，不能較完善地對液壓油實施過濾保護液壓系統零部件等問題，提出改進措施，并加以實施，經實際運行證明改善效果明顯。

關鍵詞：60MN臥式鋼管熱擠壓機 液壓系統 動作原理

中圖分類號：TG376.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2017）09（b）-0076-02

1 60MN臥式鋼管熱擠壓機組液壓系統簡介

寶鋼特鋼鋼管廠2009年投產的60MN臥式鋼管熱擠壓機液壓系統動力源共有15臺液壓主泵，其中7臺動作泵為比例閥控制變量泵，型號A4VSO500-E02，在320bar時額定流量667L/min；6臺供蓄能器泵為壓力控制變量泵，型號A4VSO500-DR，在320bar時額定流量667L/min；1臺控制油泵為壓力控制變量泵，型號A4VSO180-DR，在320bar時額定流量250L/min；1臺輔助動作泵為壓力控制變量泵，型號A4VSO500-DR，在160bar時額定流量720L/min；以及12組活塞式蓄能器站組成，型號AK 745-350-36。采用上位油箱和集成閥控系統：集成控制閥塊主要有：BG30為7臺動作泵壓力控制集成塊，分別為7臺動作泵高、低壓溢流及高壓安全閥，BG18為6臺供蓄能器泵壓力控制集成塊，功能為6臺供蓄能器泵高、低壓溢流及高壓安全閥，BD20為1臺控制油泵壓力控制集成塊，功能為1臺控制油泵高、低壓溢流及高壓安全閥，BD21為1臺輔助動作泵壓力控制集成塊，功能為1臺輔助動作泵高、低壓溢流及高壓安全閥，BG25為12組活塞式蓄能器高壓油輸出控制集成塊，功能為控制蓄能器至動作閥塊的高壓液壓油流量；BG31為擠壓桿動作控制集成塊，BG32為擠壓芯棒動作控制集成塊，BG33為擠壓桶動作控制集成塊，及其他輔助動作控制集成塊；擠壓機的主動作執行元件主要有：1臺主缸，2臺上下側缸，2臺水平側缸，4臺擠壓桶動作缸，及其他輔助動作油缸組成。擠壓機待機時，12組活塞式蓄能器由6臺供蓄能器泵提供液壓油，當蓄能器液壓油壓力提高至320Bar時，壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min，并始終由6臺供蓄能器泵提供高壓液壓油來保持320Bar壓力，液壓泵因此始終保持320Bar壓力下工作；擠壓機實施擠壓時，先由高位油箱通過充液閥控制低壓大流量向各擠壓執行油缸充液，后在程序控制下關閉充液閥，由蓄能器站和6臺主供液泵向擠壓執行油缸供高壓液壓油，完成擠壓動作；6臺供蓄能器泵及12組活塞式蓄能器組同時提供高壓油；除擠壓動作外，其余擠壓機輔助動作，由7臺動作泵根據設定要求提供液壓油。

2 對該液壓系統原設計的理解及實際運行過程中出現問題的分析

經8年時間的使用，擠壓機液壓系統6臺供蓄能器泵在使用過程中出現使用壽命短等問題，經多次商討分析認為，造成蓄能器泵使用壽命短的原因主要有如下幾點。

（1）6臺供蓄能器泵常處于320bar高壓，輸出流量接近為0L/min的惡劣狀態。

（2）主回油管道與液壓泵吸油管道口過于接近，導致回油存在不經有效處理、直接吸入液壓泵的弊病。

（3）液壓油箱內部結構不合理，不利于氣體析出和機械雜質的有效過濾、沉淀。

（4）液壓泵溢流口直接回油箱，一旦供液各主液壓泵發生故障、內部配件磨損、碎裂，大量機械碎屑直接回油箱導致油液大量污染。

（5）6臺供蓄能器泵缺乏報警手段，一旦發生泵損壞，失去液壓壓力不能及時發現等問題。

3 在理解和分析基礎上的針對性優化

針對6臺供蓄能器泵常處于320bar高壓，輸出流量接近為0L/min的惡劣狀態問題，實施優化6臺供蓄能器運行模式。原設計擠壓機待機時，12組活塞式蓄能器由6臺供蓄能器泵提供液壓油，蓄能器液壓油壓力由液壓泵調整值決定，液壓壓力提高至320bar，壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min，此時液壓泵工作狀態極為惡劣。

經多次商討，6臺供蓄能器運行模式改為擠壓機待機時，蓄能器液壓油壓力由計算機程序控制，液壓壓力控制在305～315bar，即擠壓機待機時隨著蓄能器液壓油泄漏，液壓油壓力由315bar降至305bar時，2臺蓄能器泵溢流閥得電，為蓄能器補充高壓液壓油，當蓄能器液壓壓力提高至315bar時，2臺蓄能器泵溢流閥失電，蓄能器泵處于大流量，壓力接近為0bar卸荷的狀態，按該類型液壓泵的工作特性曲線可較好地改善6臺供蓄能器泵工作狀態。

圖1為6臺供蓄能器運行模式優化后蓄能器液壓壓力曲線及溢流閥電控信號曲線，與原設計的曲線相比，在完全可以滿足生產工藝要求的前提下，可較大減少6臺供蓄能器高壓運行時間，改善液壓泵的運行狀態。

針對主回油管道與液壓泵吸油管道過于接近、回油不經處理、直接吸入液壓泵問題，實施液壓油箱內部結構改造，即將主回油管道通過液壓油箱內部通道，引至循環冷卻過濾泵吸油口區域，與液壓泵吸油管道口區域隔離，使主回油經過濾、冷卻等處理后再流至液壓泵吸油管道口區域。

針對液壓油箱內部結構不合理不利于氣體析出、機械雜質過濾沉淀問題，實施液壓油箱內部改造，液壓油箱底部合理增設隔板，有利于液壓油中氣體析出、機械雜質過濾沉淀。

針對液壓泵溢流口直接回油箱，一旦液壓泵打壞，大量機械碎屑直接回油箱問題，在液壓泵溢流口回油箱的管道中增設過濾器，一旦液壓泵打壞，產生大量機械碎屑，液壓泵溢流口回油箱的管道中增設過濾器可減少機械碎屑回油箱。

針對6臺供蓄能器泵缺乏報警手段，一旦液壓泵損壞不能及時發現問題，在液壓泵高壓出口增設液壓壓力檢測報警，一旦蓄能器泵溢流閥得電，液壓壓力未在設定時間內達到設定壓力，即開啟報警并延時停泵。

經上述對擠壓機組液壓系統改進，可更好地滿足生產工藝要求，改善液壓泵組運行狀況，延長液壓泵組使用壽命。

參考文獻

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