60MN卧式钢管热挤压机液压系统的认识和优化

周强++许武

摘 要：本文介绍了60MN卧式钢管热挤压机液压系统组成及动作原理；针对运行中出现的液压泵长时间处于高压小流量状态，致使液压泵寿命短；一旦液压泵损坏，缺乏报警手段，不能及时发现，致使故障扩大；液压系统主回油管道与液压泵吸油管道口过于接近，导致回油存在不经有效处理、直接吸入液压泵；液压油箱结构不合理，不利于气体析出和机械杂质的有效过滤、沉淀；液压系统系统过滤设置不合理，不能较完善地对液压油实施过滤保护液压系统零部件等问题，提出改进措施，并加以实施，经实际运行证明改善效果明显。

关键词：60MN卧式钢管热挤压机 液压系统 动作原理

中图分类号：TG376.2 文献标识码：A 文章编号：1674-098X（2017）09（b）-0076-02

1 60MN卧式钢管热挤压机组液压系统简介

宝钢特钢钢管厂2009年投产的60MN卧式钢管热挤压机液压系统动力源共有15台液压主泵，其中7台动作泵为比例阀控制变量泵，型号A4VSO500-E02，在320bar时额定流量667L/min；6台供蓄能器泵为压力控制变量泵，型号A4VSO500-DR，在320bar时额定流量667L/min；1台控制油泵为压力控制变量泵，型号A4VSO180-DR，在320bar时额定流量250L/min；1台辅助动作泵为压力控制变量泵，型号A4VSO500-DR，在160bar时额定流量720L/min；以及12组活塞式蓄能器站组成，型号AK 745-350-36。采用上位油箱和集成阀控系统：集成控制阀块主要有：BG30为7台动作泵压力控制集成块，分别为7台动作泵高、低压溢流及高压安全阀，BG18为6台供蓄能器泵压力控制集成块，功能为6台供蓄能器泵高、低压溢流及高压安全阀，BD20为1台控制油泵压力控制集成块，功能为1台控制油泵高、低压溢流及高压安全阀，BD21为1台辅助动作泵压力控制集成块，功能为1台辅助动作泵高、低压溢流及高压安全阀，BG25为12组活塞式蓄能器高压油输出控制集成块，功能为控制蓄能器至動作阀块的高压液压油流量；BG31为挤压杆动作控制集成块，BG32为挤压芯棒动作控制集成块，BG33为挤压桶动作控制集成块，及其他辅助动作控制集成块；挤压机的主动作执行元件主要有：1台主缸，2台上下侧缸，2台水平侧缸，4台挤压桶动作缸，及其他辅助动作油缸组成。挤压机待机时，12组活塞式蓄能器由6台供蓄能器泵提供液压油，当蓄能器液压油压力提高至320Bar时，压力控制液压泵输出流量降至接近0L/min，并始终由6台供蓄能器泵提供高压液压油来保持320Bar压力，液压泵因此始终保持320Bar压力下工作；挤压机实施挤压时，先由高位油箱通过充液阀控制低压大流量向各挤压执行油缸充液，后在程序控制下关闭充液阀，由蓄能器站和6台主供液泵向挤压执行油缸供高压液压油，完成挤压动作；6台供蓄能器泵及12组活塞式蓄能器组同时提供高压油；除挤压动作外，其余挤压机辅助动作，由7台动作泵根据设定要求提供液压油。

2 对该液压系统原设计的理解及实际运行过程中出现问题的分析

经8年时间的使用，挤压机液压系统6台供蓄能器泵在使用过程中出现使用寿命短等问题，经多次商讨分析认为，造成蓄能器泵使用寿命短的原因主要有如下几点。

（1）6台供蓄能器泵常处于320bar高压，输出流量接近为0L/min的恶劣状态。

（2）主回油管道与液压泵吸油管道口过于接近，导致回油存在不经有效处理、直接吸入液压泵的弊病。

（3）液压油箱内部结构不合理，不利于气体析出和机械杂质的有效过滤、沉淀。

（4）液压泵溢流口直接回油箱，一旦供液各主液压泵发生故障、内部配件磨损、碎裂，大量机械碎屑直接回油箱导致油液大量污染。

（5）6台供蓄能器泵缺乏报警手段，一旦发生泵损坏，失去液压压力不能及时发现等问题。

3 在理解和分析基础上的针对性优化

针对6台供蓄能器泵常处于320bar高压，输出流量接近为0L/min的恶劣状态问题，实施优化6台供蓄能器运行模式。原设计挤压机待机时，12组活塞式蓄能器由6台供蓄能器泵提供液压油，蓄能器液压油压力由液压泵调整值决定，液压压力提高至320bar，压力控制液压泵输出流量降至接近0L/min，此时液压泵工作状态极为恶劣。

经多次商讨，6台供蓄能器运行模式改为挤压机待机时，蓄能器液压油压力由计算机程序控制，液压压力控制在305～315bar，即挤压机待机时随着蓄能器液压油泄漏，液压油压力由315bar降至305bar时，2台蓄能器泵溢流阀得电，为蓄能器补充高压液压油，当蓄能器液压压力提高至315bar时，2台蓄能器泵溢流阀失电，蓄能器泵处于大流量，压力接近为0bar卸荷的状态，按该类型液压泵的工作特性曲线可较好地改善6台供蓄能器泵工作状态。

图1为6台供蓄能器运行模式优化后蓄能器液压压力曲线及溢流阀电控信号曲线，与原设计的曲线相比，在完全可以满足生产工艺要求的前提下，可较大减少6台供蓄能器高压运行时间，改善液压泵的运行状态。

针对主回油管道与液压泵吸油管道过于接近、回油不经处理、直接吸入液压泵问题，实施液压油箱内部结构改造，即将主回油管道通过液压油箱内部通道，引至循环冷却过滤泵吸油口区域，与液压泵吸油管道口区域隔离，使主回油经过滤、冷却等处理后再流至液压泵吸油管道口区域。

针对液压油箱内部结构不合理不利于气体析出、机械杂质过滤沉淀问题，实施液压油箱内部改造，液压油箱底部合理增设隔板，有利于液压油中气体析出、机械杂质过滤沉淀。

针对液压泵溢流口直接回油箱，一旦液压泵打坏，大量机械碎屑直接回油箱问题，在液压泵溢流口回油箱的管道中增设过滤器，一旦液压泵打坏，产生大量机械碎屑，液压泵溢流口回油箱的管道中增设过滤器可减少机械碎屑回油箱。

针对6台供蓄能器泵缺乏报警手段，一旦液压泵损坏不能及时发现问题，在液压泵高压出口增设液压压力检测报警，一旦蓄能器泵溢流阀得电，液压压力未在设定时间内达到设定压力，即开启报警并延时停泵。

经上述对挤压机组液压系统改进，可更好地满足生产工艺要求，改善液压泵组运行状况，延长液压泵组使用寿命。

参考文献

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