连铸机大包滑动水口液压系统一例典型故障分析与诊断

2014-05-10方涛向忠辉李宏磊何洪

机床与液压 2014年22期

方涛，向忠辉，李宏磊，何洪

(武钢股份设备维修总厂，湖北武汉430083)

连铸机大包滑动水口通过滑板液压缸的开启或关闭，能够精确调节从大包到中包的钢水流量，使流入和流出的钢水达到平衡，因而，大包滑动水口是连铸机浇铸过程中钢水的重要控制装置。文中对连铸机大包滑动水口液压系统出现的一例典型故障进行了分析与诊断，保证了连铸机大包滑动水口液压系统的稳定运行。

1 大包滑动水口液压系统简介

(1)系统主要技术参数

工作压力:20 MPa;油缸尺寸:100/50—170;行程:150 mm;快速速度:v=50 mm/s，t=3 s;慢速速度:v=10 mm/s，t=15 s。

(2)工作原理

如图1所示，操作滑板开或关，电磁换向阀1 或2 得电换向，打开液控单向阀，压力油通过换向阀1或2、液控单向阀5 及单向节流阀6 后通向油缸，驱动油缸动作，实现滑板开或关。

图1 大包滑动水口液压原理图

快速与慢速动作原理。该系统主油路上设计了两台电磁换向阀1(Y114)和2(Y117)，组成一个并联油路给油缸供油。操作快速开和关时，电磁阀1(Y114)得电，给油缸提供较大流量压力油，实现快速动作;操作慢速开和关时，电磁换向阀2(Y117)得电，给油缸提供较小流量压力油，实现慢速动作。

释压原理。该系统设计了用于系统释压的单独油路，由电磁换向阀3(Y116)控制完成。工艺操作接油缸软管或检修前，可以操作“释压”按钮，电磁换向阀3(Y116)得电，油缸及油路中压力油通过换向阀直接接入回油，释放压力，方便操作。

事故关闭原理。为了保证铸机停电事故状态下能够快速准确地将大包滑板关闭，该系统设计了滑板事故关闭系统:一台电磁换向阀4(Y115)和一台液控单向阀7。大包滑板油缸在浇铸位时，电磁换向阀4(Y115)长期得电，大包滑板油缸离开浇铸位或事故状态下，换向阀自动失电，压力油通过换向阀直接通向油缸无杆腔，驱动滑板自动关闭。

2 一种典型故障现象

一次浇钢过程中，在执行快速操作时，发现油缸动作很慢;但在执行慢速动作时，又未发现明显异常;在大包滑板油缸紧急关闭时，系统压力降为13 MPa，当大包滑板油缸紧急关闭取消时，系统压力恢复为20 MPa。

3 故障分析及诊断

根据现场故障特征，结合大包滑动水口液压系统的功能原理，作者分析主要有如下几点原因:

(1)释压阀3(Y116)内泄

当大包滑板油缸紧急关闭时，两位四通换向阀4失电，压力油通过换向阀4 进入油缸无杆腔，同时压力油打开液控单向阀7，油缸有杆腔油通过液控单向阀7 回油箱，实现油缸的紧急关闭。此时如果释压阀3(Y116)出现内泄，势必会导致系统压力降低。而慢速之所以无明显异常，是因为慢速操作本身就限制了油缸动作缓慢，所以肉眼才无法感觉。而且如果释压阀3(Y116)出现内泄，在执行快速操作时，油液也可以通过释压阀3 回油箱，从而出现快速操作时，油缸动作很慢的现象。

但在对释压阀3 进行更换后，发现故障现象依然存在。为排除释压阀3 备品也是坏的可能(之前出现过这种现象)，连续换了2 个释压阀，故障依然存在，彻底排除释压阀3 坏的可能，只能继续寻找故障点。

(2)油缸9 故障

现场虽未发现油缸9 有外漏的现象，但存在因为油缸内泄导致故障的可能。在用压力表检测油缸A、B 腔压力时，发现快速动作时，压力无法达到20 MPa，但慢速动作时，压力又可以达到20 MPa，基本排除了油缸9 内泄的可能。但为了保险起见，还是对油缸9 进行了更换，故障现象依然存在，彻底排除油缸9 出现故障的可能。

(3)快速换向阀1(Y114)内泄

因为快速动作不正常，如果快速换向阀1(Y114)内泄，有导致“在执行快速操作时，油缸动作很慢，同时在大包滑板油缸紧急关闭时，系统压力下降”的可能。但在更换快速换向阀1 后，故障现象依然存在，排除快速换向阀1 内泄的可能。

起初认为最重要的3 种可能原因都排除后，故障点就显得比较隐蔽了。结合在对油缸9 进行测试发现两腔压力可以达到20 MPa 的实际情况，油缸9、释压阀3、切断阀4、单向阀8、液控单向阀7 显然已经没有出现故障的可能，快速换向阀1 的可能也排除，液压故障点只能停留在快速和慢速动作阀组这两个液压回路上。

对快速或慢速动作这两个液压回路进行分析，无论执行快速还是慢速操作，油液都是通过换向阀，经过液控单向阀5、单向节流阀6，然后到达油缸9 的两腔，实现油缸的开或关。两个动作回路之间想要不发生相互影响，在排除换向阀1 或2 同时动作的可能时(实际上程序设计无这一可能)，完全靠液控单向阀5 来实现。如果液控单向阀5 出现内泄导致液控单向阀5 长期处于开启状态，势必存在发生上述所有故障现象的可能。因为快速操作异常，慢速操作无明显异常，作者便对慢速动作阀组的液控单向阀5.2 进行了更换，随后发现故障现象消失，证实液控单向阀5.2 才是导致此次故障现象的根本原因。把液控单向阀5.2 解体后发现，液控单向阀的一端弹簧断，不能锁紧油路。