浅谈静压造型线液压系统的维护

胡长青，程 坚，季利群

（内蒙古第一机械制造集团公司，内蒙古包头 014032）

我公司于2006 年、2007 年建成投产了两条静压造型生产线，主要用于北方奔驰载重汽车铸件的生产，两条生产线至今已经过6 年以上实际生产使用的考验，静压造型线自动化程度高、生产效率高、铸件质量好、操作工劳动强度低、现场环境好等特点得以充分展示。由于上线前期我们对造型线的建设进行了充分的技术准备，对造型线的工艺流程、设备设施、液压、电气的配置等进行了多次优化，充分借鉴同行企业的成功经验，两条线投产不久就达到了设定的生产率，总体运行情况良好。

1 两条生产线的概况

根据我公司两条生产线使用的砂箱尺寸、规格，为叙述方便称为大件线和小件线。

1.1 大件线主要技术参数

砂箱内尺寸：1600×800×350/350（mm）

生产率：45 整型/小时，主机型号EFA-SD6

下芯工位：8 个

浇注工位：12 个

液压阀组数量：19 个

HWS 进口单主机，辅机为苏州铸造机械有限公司生产，2007 年2 月试生产，厂房为按照造型、冶炼、砂处理、制芯、铸件后处理等工部的工艺要求设计的新厂房。

生产铸件类型：北方奔驰载重汽车球墨铸铁件（以桥壳为主）。

1.2 小件线主要技术参数

砂箱尺寸：800×650×260/260（mm）

生产率：60 整型/小时，主机型号EFA-SD4

下芯工位：8 位

浇注工位：10 个（人工环型吊浇注）

液压阀组数量：15 个

HWS 进口单主机，辅机为济南铸造锻压机械研究所设计制造，2006 年底试生产，厂房为旧厂房改造。

2 液压传动的特点

静压造型技术的发展过程与液压技术的进步紧密相联，自动化程度随着液压技术的进步不断提高。全线百分之七八十的动作是依靠液压传动来完成的，可以这样说，液压技术的进步、发展才使静压造型生产的自动化程度达到了今天的水平。

液压传动具有在同等功率下机构装置的体积小、重量轻、输出功率密度大的特点。液压马达单位功率的重量只有电动机的1/10，很小体积的液压装置机构很容易实现输出很大的作用力，静压造型主机的压实机构就是采用液压多触头在砂箱平面内施以很大的作用力来实现工艺要求的型砂紧实率的。

液压传动动作平稳，由于油液具有一定的弹性，可吸收传动过程中产生的冲击，这一特性非常符合铸造机械的要求。静压造型过程中需要对砂箱（砂型）进行多次的水平推送、垂直举升和下落等操作，正是利用了液压比例调速技术来实现对砂型的“轻拿轻放”，以保证每一个砂型在多工位传送过程中的完好。

液压装置易于实现过载保护，负载变化时速度稳定，液压缸和液压马达可以长时间工作于堵转状态，这是电机传动装置无法做到的。

造型生产过程中的工况非常复杂、时刻在变，可以说没有一次是完全相同的。如砂型冷却线的推送力会随铸件品种、铸件重量和传送轨道、滚轮的保养状况等多种因素影响在很大范围内变动。而推杆推力的大小取决于砂型冷却线的运行阻力，也在很大的范围内变化。利用液压传动溢流技术，可以对推杆油缸调定适当的上限压力，能够很好地保护推杆油缸机构在异常情况下不受损坏，大大降低设备损坏的风险。

液压传动易于自动化，尤其是和电气控制结合时。造型生产机械自动化以前，依靠人工生产是一项非常繁重的体力劳动。液压技术的采用，使造型生产自动化成为可能，大大改善了工人的劳动强度。液压元件属于机械工业的基础件，已经实现了标准化、系列化，因此便于液压系统的设计、制造和维护。加上液压元件的布置灵活，不受严格的空间位置限制，布局、安装具有很大的柔性，十分适合铸造机械的特点，能够组成采用其它方式难以组成的复杂系统来完成造型工艺过程需要的各种动作。

正是由于具有这些优点，使得液压传动成为静压自动线的主要动力源。

3 静压造型线液压系统的组成和维护

目前，国内大多数静压线的液压系统采用集中式液压泵站的形式，即由一个液压泵站供给全线的液压机构，包括进口造型主机所需的压力油。以前有单独给进口造型主机配专用液压泵站的（随主机一起进口），辅机再配一套液压泵站，主要出于主机设备可靠性的考虑，现在很少这样设计配置了。这也从另一个侧面反映出这几年国内造型线及辅机的设计、制造和使用维护水平在不断提高。

静压造型线液压系统主要由液压泵站、蓄能器站、温控系统、过滤系统、管路、阀组、各种油缸、液压马达和液压电控系统等组成。如果把液压系统中的液压油比作人体流动的血液，那么液压泵站就是液压系统的心脏，因为液压泵站的功能正如人体的心脏，不断地将带有压力能的油液输送到执行元件，完成工作后再回到油箱，经过滤、温度调整后再进行下一轮循环。这样的比喻非常形象，也很恰当，尤其是对静压线这样规模比较大的系统。其重要程度也恰如人体的心脏血液循环系统，一旦液压循环系统出现问题，就有可能引起造型线的故障停运，甚至瘫痪。

国内曾有多条造型线刚投入使用便故障百出，无法完成设计要求的动作，有的甚至连设备的调试都无法正常进行，其中有很大一部分是由于液压系统的设计、制造、安装等环节上出现了问题，也有一部分是由于使用维护不当造成了油液的污染而导致的各种液压故障。

对于静压线这样复杂的液压系统，假如污染颗粒物进入了循环管路，污染物就会在整个管路系统中随油液到处游走，因为除了少数阀组设有进油过滤器外，大部分管路是相互连通的。这些颗粒物进入控制阀会卡阻阀芯、堵塞节流孔、阻尼孔，从而影响控制阀正常动作，引发各种液压故障。在目前技术条件下，还没有检测、定位、清除液压管路污染物的手段，只能重新清洗。不象电气故障，可以借助检测工具找出故障元件，更换损坏元件即能修复。对这样复杂的液压循环系统做一次清洗，其难度和工作量可想而知。有许多铸造企业曾为此付出过沉重的代价。

由此可见，维护静压线液压系统的重要性。而维护工作的重心应放在预防上，做到防患于未然，要象保护人体的心脏和血液循环系统一样维护好静压线的液压系统。

4 两条造型线出现的液压故障分析、评价

（1）大件线油温高的问题：大件线投入使用后，每逢气温较高的月份，油箱油温工作不久就超过55℃出现报警，主要原因是设计配置的制冷机组容量偏小，通过增加制冷机组容量的改造彻底解决了问题。

（2）顶出砂机（捅箱机）驱动油缸密封失效、杠杆磨损漏油的故障。

大件线捅箱机由于采用上捅箱方式（捅头从砂箱的底部向上捅出砂型），工作中产生的大量砂尘粘附在驱动油缸杆和导向杆上，短时间内将两者的防尘密封圈磨损，严重漏油，已经多次更换油缸、导向杆，平均使用寿命不到六个月，主要原因是机构设计不合理，易形成砂尘在缸杆和导向杆周围堆积，加上没有合理的保养空间，工作中产生的散落砂无法及时清理，虽多次修理，频繁换件，没有从根本上解决问题（改造的工作量大、时间长，无法实施）。

小件线捅箱机由于采用下捅箱方式，液压油缸及导向杆都布置在砂箱的上方，散落砂和粉尘对缸杆和导向柱的侵害小得多，同样的使用工作环境，油缸杆和导向杆的状态良好，没有维修过。铸造设备的设计一定考虑设备的具体使用环境—砂尘的侵害，尤其是采用液压传动的装置。

（3）大件线进口造型主机多触头柱塞杆碰弯的故障，由电控元件失灵导致主机多触头未收回就向前运行碰弯柱塞杆，通过测绘加工制作更换柱塞杆，使用一年多，状态良好。

（4）小件线浇注区油管烧漏的问题。在浇注区滚道的下方安装有两根金属油管，在浇注过程中出现的跑火几次将油管烧漏导致喷油，由于改装油管需进行酸洗等处理，无法实施，只能通过加盖厚石棉板的办法变通处理，油管的安装布置一定要避开浇注区。

除此之外，两条线的液压系统的各种泵、阀均工作正常，没有出现液压原因引起的故障，各种油管接头的密封状态良好，极少渗漏油，这一方面证明只要严格按照相关技术要求去使用元件，其可靠性和耐用性是非常高的。另一方面也证明我们这些年对液压泵站、循环系统的维护是正确合理的。

在实际的使用维护工作中，我们采取了以下措施：

（1）每三个月清洗油箱空气滤清器，每半年更换油箱空气滤清器。

（2）每半年清洗进、回油过滤器滤芯，滤芯只允许清洗一次。

（3）生产线投入使用第一年，更换了全部液压油，清洗了油箱。

（4）从生产线投入使用的第二年开始，改为每两年更换一次液压油，一年清洗一次油箱。有的设备厂家要求每年更换一次液压油，根据我们的经验和一些液压专家的建议，只要平时维护得当，不发生因油液污染引起的故障，加上定期的油液检测，静压线液压泵站每两年更换一次液压油是有保证的。

（5）对设备运行过程中出现的每一次液压故障都要认真分析原因，做好记录。这看似设备管理上的程序，其实它是我们维护决策判断的重要依据。液压传动技术正因为存在油液介质而使故障原因变得多样化、复杂化。有些表面上看起来相似的故障，故障原因却各不相同。

（6）重视维修人员的维修过程，规范拆装、清洗操作。要求有专业人员全程参与，真正做到万无一失，尤其要防止操作过程中将外部污染物带入系统。

5 小结

近几年来，随着国家大力振兴装备制造业，节能减排等产业政策的调整，国内许多铸造企业纷纷采用静压造型技术提升装备水平和铸件产能，在短时间内有几十条自动线相继投产，这些企业里有一大部分与我们一样，是第一次接触静压造型生产线，在规划设计时，虽然起点很高，但自己没有使用经验，如何使用维护好造型生产线设备，使生产线发挥最大效益是我们设备管理工作的新课题。液压传动作为生产线设备的重要组成部分，应该把它当作重点去研究、维护。

[1]胡长青，季利群.两条静压造型生产线的后评价[J].铸造设备与工艺,2011.6.