重載提升臺液壓系統分析

祝家興 徐旭

摘 要：介紹了某鋼廠熱軋生產線成品庫重載提升臺液壓系統的工作原理，并對該系統工作過程中出現的故障進行了分析，進一步提出了改進的技術方案。提高系統的安全性和可靠性。

關鍵詞：同步;比例閥;平衡閥

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.048

0 引言

某鋼廠1580mm熱軋生產線成品庫重載提升臺的升降采用液壓系統進行控制。重載提升臺是用于熱軋廠鋼卷成品運輸線上的舉升設備。它由兩只油缸同步舉起裝有鋼卷的提升臺，提升臺上裝有傳輸輥道，用于將裝在鋼卷托盤上的鋼卷連同托盤一起輸送至成品收集輥道。重載提升臺的升降通過2個油缸同步動作進行，油缸的動作包括上升、停止、下降三個動作。液壓系統的可靠性對重載提升臺正常工作至關重要。本文對重載提升臺液壓系統在生產中出現的故障進行分析，針對其運行和維護中存在的問題，提出改造方案，達到提高液壓系統可靠性的目的。

1 工作原理簡介

重載提升臺由2個比例閥（4WRDE25W1-220L）控制油缸同步升降，比例閥進口疊加1個壓力補償器用以確保比例閥的動態特性不受偏載影響，油缸豎直安裝，油缸下端無桿腔油口串接1個平衡閥，平衡閥控制油接油缸上端有桿腔回路。上升時1#、2#油缸無桿腔進壓力油，有桿腔液壓油通過比例閥返回油箱，此時平衡閥閥芯處于單向閥位;下降時1#、2#油缸有桿腔進壓力油，無桿腔液壓油通過比例閥返回油箱，此時平衡閥閥芯受有桿腔壓力油控制處于節流閥位。

重載提升臺上升時，1DT（1#油缸比例閥）、2DT（2#油缸比例閥）同時供電分別控制2個油缸動作，信號給定正給定值則主級液流通過比例閥（4WRDE25W1-220L）P至A、B至T，油缸活塞桿伸出，提升臺上升;信號給定負給定值則主級液流通過比例閥P至B、A至T，油缸活塞桿縮回，提升臺下降。通過油缸內置位移傳感器反饋信號進行對比，調整比例方向閥給定信號控制比例方向閥閥芯位置用以控制2個油缸液壓油流速，達到控制2個油缸運行中同步精度（相對位置誤差）的要求。

平衡閥在該系統中可實現兩個功能：一是在液壓系統中用來防止負載引起液壓缸“失控”;二是用作防破裂閥。

2 系統故障分析

重載提升臺液壓系統在運行過程中經常發生的故障現象為：升降缸在上升到停止位后，接收工藝訊號停止，此時提升臺無法長時停留在停止位，會下滑一段距離約5-10mm。此時光電開關就會丟失信號，下道工序無法開始。導致該故障的原因為比例閥選型問題，該系統比例方向閥（4WRDE25W1-220L）其閥芯W1在中位時A口至T口以及B口至T口約有相當于額定過流面積3%的流通面積。即當油缸上升至停止位時，比例方向閥切換至中位，此時比例閥A至T未完全關閉，并且由于阻尼的存在致使A口至平衡閥段管路中的壓力無法得到迅速釋放，平衡閥的單向閥尚未完全關閉，因此在負載的作用下油缸會下降一段行程。當A口至平衡閥段管路中壓力釋放完畢，平衡閥的單向閥才能完全關閉，油缸真正停止。

重載提升臺液壓系統存在安全隱患。當比例閥控制電纜意外切斷時，此時人工無法及時關閉主油路高壓球閥，而重載提升臺由2個油缸驅動同步，非剛性結構連接，由于比例閥本身制造誤差的存在以及該系統比例閥選型的特點會造成一種極端狀況：即有可能1#油缸的比例閥出現P至A未完全關閉，2#油缸的比例閥主閥芯返回至中位或者P至B未完全關閉，此時1#油缸會快速上升2#油缸保持靜止或緩慢下降。這種狀況一旦出現，重載提升臺設備本體會遭受嚴重損壞。

3 技術改造方案

針對故障分析中出現的問題，對重載提升臺液壓系統進行改造如下：將2個油缸的平衡閥控制油路并聯，增加電磁換向閥單獨控制，重載提升臺下降時，3DT（電磁換向閥）得電;重載提升臺上升時，3DT失電;系統突然斷電時，電磁換向閥閥芯處于彈簧位，平衡閥控制油路壓力油通過電磁換向閥A至T返回油箱，確保平衡閥的防破裂閥功能。

針對系統安全隱患，對比例閥重新進行選型，型號為4WRDE…-5X/…WG152帶有夾層板式方向閥（WG152）。夾層板式方向閥用于主級對中，此時當比例閥控制電纜意外切斷時，WG152電磁鐵失電，比例方向閥的主閥在彈簧的作用下對中，保持油缸停止無動作，安全可靠。

4 結論

重載提升臺液壓系統改造后，平衡閥控制油路單獨回路由電磁換向閥控制，保證重載提升臺收到停止型號后準確停位并可長時間保持位置不會下滑，同時也能夠實現了平衡閥的固有功能;比例方向閥的重新選型提高了設備的安全性和可靠性，避免了在設備停機檢修時，由于誤操作等緊急斷電情況導致比例閥主閥芯無法準確回至中位而引起2個油缸出現相反的動作造成設備受損。

參考文獻：

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作者簡介：祝家興（1981-），男，朝鮮族，遼寧錦州人，本科，工程師，研究方向：液壓、潤滑系統設計。