運輸鏈液壓結構功能優化及改進

胡濱

【摘 要】運輸鏈為介于熱軋廠與冷軋廠之間的傳輸系統，主要功能是將熱軋生產的熱軋卷傳送到冷軋廠的原料庫進行備料，因其液壓系統設計缺陷使用過程中發現大量問題，導致液壓故障頻發，嚴重制約熱軋卷的倒運及冷軋廠原料的備料工作，根據統計從2012年1月份至12月份，運輸鏈平均作業率僅為70%，余的熱軋卷都要靠汽車運輸，運輸成本較高，造成極大的資源浪費。

【關鍵詞】密封圈；電磁閥；沖擊；技術改造

一、運輸鏈液壓系統功能簡介

運輸鏈為介于熱軋廠與冷軋廠之間的傳輸系統，主要功能是將熱軋生產的熱軋卷傳送到冷軋廠的原料庫進行備料，因其液壓系統設計缺陷使用過程中發現大量問題，導致液壓故障頻發，嚴重制約熱軋卷的倒運及冷軋廠原料的備料工作，根據統計從2012年1月份至12月份，運輸鏈平均作業率僅為70%，余的熱軋卷都要靠汽車運輸，運輸成本較高，造成極大的資源浪費。且運輸鏈的2012年平均油耗為10桶/月，造成生產成本的居高不下。

二、運輸鏈液壓系統存在問題

1、運輸鏈張緊系統換向控制設計為兩位兩通電磁換向閥。在正常工作狀態下，電磁閥P口與A口相通，液壓缸無桿腔一直處于進油狀態，杠桿伸出，以此來保證運輸鏈在運卷的過程中時時處于張緊狀態。而在非工作狀態時，電磁閥P口與B口相通，液壓缸有桿腔處于進油狀態，杠桿縮回，將運輸鏈的張力卸荷。但實際運行中由于張緊力缺少反饋信息，導致無法進行控制，實際使用過程中按照設計給定的壓力運行時，運輸鏈往往會因為張力過大而無法正常運行，故障頻發，為運輸鏈的正常生產帶來了很大的隱患。

2、運輸鏈的旋轉平臺位于1#步進梁與2#步進梁交叉處，是1#步進梁與2#步進梁之間的轉向裝置。旋轉平臺接收鋼卷后，液壓缸驅動齒輪齒條運動，旋轉平臺轉動90°到達2#步進梁接卷方向。2#步進梁將鋼卷接走以后，旋轉平臺逆時針轉動回到1#步進梁方向，如此反復向前輸送鋼卷旋轉平臺經常會出現V型鞍座旋轉不到位或者旋轉過度的情況，V型鞍座的限位感應不到報警導致設備無法正常運行。

3、運輸鏈的步進梁橫移液壓缸為常州力士樂的液壓缸，型號為160/110-3500，由于液壓缸行程較長，容易導致缸桿傾斜，機械結構的平行度偏差容易導致液壓缸伸出的時候偏向受力導致液壓缸壓蓋密封擠壓變形；且運輸鏈環境較惡劣，灰塵及雜質容易通過液壓缸的壓蓋除塵密封進入液壓缸內部，在液壓缸動作時使缸桿及缸筒內壁產生劃痕，劃痕將加快密封的磨損導致液壓缸漏油嚴重，據統計2013年1月～10月平均消耗5桶/月。

三、運輸鏈液壓系統功能改進方案及措施

1、設備存在缺陷，通過計算，對設備改進提出了切實可行的方案：將控制閥組中的換向閥，即型號為4WE6D6X./EG24N9K4的二位二通電磁閥變更為型號為4WE6J-6X.EG24N9K4三位四通O型機能電磁閥。采用O型機能可以有效保證電磁閥在中位機能時運輸鏈張緊缸壓力不會出現波動，有力的保證運輸鏈張緊力的正常工作。同時根據實際情況重新計算和調整設定值，保證設備運行時的張緊力。運輸鏈理論設計張緊缸壓力為10MP，張緊缸活塞直徑為125mm，則理論設計張緊力為N=P×S=12266N，根據現場實際，運輸鏈正常運行時張緊力約為理論值的62.5%，則實際張緊力應為12266N×62.5%=7916N，則設計改進后，液壓缸的壓力調定值為6.25MP。

2、通過觀察現場的情況，出現的幾次旋轉不到位通過觀察主要原因反映到以下兩各方面：

a）旋轉臺的齒輪所帶的軸與V型鞍座的焊縫開焊。旋轉臺的中間銷軸與V型鞍座之間的焊縫一旦開焊，就會導致銷軸無法完全定位轉盤，V型鞍座與銷軸脫離，導致V型鞍座出現旋轉不到位或者旋轉過度的情況；

b）旋轉平臺的齒輪齒條出現跳齒及崩齒現象。齒輪齒條之間的嚙合在沖擊過猛且頻繁沖擊導致齒根疲勞的情況下，嚙合的間隙出現較大的偏差，容易出現齒輪與齒條的嚙合齒發生跳齒的現象，且在沖擊疲勞下，齒根也容易出現斷齒的結果。

但是，不論是齒輪所帶的軸與V型鞍座的焊縫開焊還是齒輪齒條出現跳齒及崩齒現象，都反映出旋轉平臺在旋轉中齒輪齒條的嚙合沖擊很大，分析原因，應該為30t的鋼卷慣性大所致，每次當30t的鋼卷由靜止到突然加速度很大的在瞬間將旋轉速度提到一定速度，再在最終到位時將一定速度突然降速度很大的在瞬間將速度變為靜止，每一次加速度的激增與激減都會帶來很大的沖擊。因此，通過分析液壓原理圖，我們決定將型號為4WE6J-6X/EG24N9K4的三位四通換向閥更換為型號為4WRE 6W32-21/G24K4/V的比例換向閥，原來旋轉平臺的旋轉速度為恒定的不可調節的，我們通過這個改造，我們可以增加加速限位及減速限位，使旋轉平臺每次由靜止到恒速之間有一個速度的爬坡，再由恒速到終止有一個速度的降坡，使旋轉平臺有一個速度的緩沖，

2、通過解體檢查步進梁的橫移缸壓蓋，壓蓋內部有明顯劃痕，液壓缸缸桿上也有明顯劃痕，壓蓋密封內部為兩道高壓密封，一道唇形的防塵密封，高壓密封為格萊圈，內部為O型圈，外部為硬質的密封環。分析漏油原因為硬質的密封環材質較硬，一旦液壓缸缸桿出現劃痕或者壓蓋出現劃痕則很容易產生變形，由于材質較硬變形無法恢復導致壓蓋密封漏油。改造方案為將中間的第二道硬質高壓密封改造為彈性較好的唇形低壓密封，唇形低壓密封具有較好的彈性，能夠有效的防止液壓漏油。但是高壓密封的寬度為5.9mm，密封槽的寬度液位5.9mm，而唇形低壓密封的寬度為10mm，需要將密封槽的寬度上車床加寬后方能進行使用。

四、運輸鏈液壓系統改善后效果

1、將現有型號為4WE6D6X./EG24N9K4的二位二通電磁閥更換為型號為4WE6J-6X.EG24N9K4三位四通O型機能電磁閥后，進行了為期6個月的觀察和試運行，結果顯示控制閥組使用正常，設備整體運行穩定，未發生一起張力變化導致的設備故障，有力的保證了運輸鏈的正常生產。

2、通過這個改造我們避免了齒輪齒條嚙合面的沖擊，延長了齒輪齒條的使用壽命，避免旋轉臺旋轉不到位的事故。能夠有效避免運輸鏈旋轉平臺旋轉不到位的事故，減少其處理事故的時間。保障運輸鏈的穩定運行。

3、通過橫移缸壓蓋密封的改造橫移缸再也沒有出現過漏油現象，大大降低了油品的消耗，節省了成本，保障了生產。

五、總結

通過一系列的液壓系統功能優化和改進，我廠的運輸鏈的平均作業率由70%提高到90%，由之前的每個月消耗油品10桶/月，降低為每月消耗油品1桶/月，大大降低了生產成本，有力保障了運輸鏈液壓系統的正常運行。

【參考文獻】

[1]液壓頂升與雙向運輸組合吊裝新工藝首次應用于合成塔吊裝[J]. 張士利.化工施工技術. 1996（06）

[2]石化裝置大型設備安裝工程的液壓頂升技術[J]. 粘桂蓮，王家君.石油工程建設. 2000（04）

[3]同步頂升方法在化工管廊隱患治理的應用[J]. 陳志廣，陳世君，邢寶慶.中國石油和化工標準與質量. 2011（08）

[4]液壓頂升倒裝法施工在航空油料儲罐安裝中的應用[J]. 王國強.廣東化工. 2016（16）