热轧1580线卸卷小车液压缸漏油故障分析

2018-12-07任德国

设备管理与维修 2018年11期

任德国

（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北唐山 063200）

0 引言

卸卷小车的作用是将钢卷从卷取机卷筒上卸下并运到打捆位置。卸卷小车由轨道装配、车架本体、行走装置、能源链等组成。卸卷小车为液压行走、液压升降式，升降液压缸设液压锁紧，位移传感器随时检测升降行程。升降架装有闸瓦液压缸，当托辊接触钢卷且钢卷的带尾在下方被托辊压住时，托辊闸瓦将托辊锁紧，防止钢卷在托辊上旋转。架体为焊接件，托辊为表面喷焊硬质层的锻钢辊。

1 故障现象

卸卷小车缸盖螺栓拉断故障已经发生4次，上机时间（10～30）个月不等，现象基本一样，均是缸盖螺栓崩断。见图1、图2。

2 原因分析

卸卷小车液压缸型号Φ200 mm/Φ160 mm×1200 mm，最大行程1200 mm，实际缸杆伸出最大行程按照最小卷径1944 mm计算为 690 mm，远没有达到满行程，可以确定缸盖螺栓拉断不是由于活塞撞击造成。

图1 塞侧缸盖螺栓断裂

图2 杆侧缸盖螺栓断裂

2.1 螺栓强度校核

（1）每条螺栓承受的最大实际拉力。液压缸垂直安装，液压缸固定耳轴与上端盖属一体件，缸盖与缸体间靠8条M27的12.9级螺栓连接，8条螺栓承载活塞侧的压力。缸筒内径200 mm，提升瞬间最高液压压力20 MPa，作用到8条螺栓上的总拉力F=628 000 N，每条螺栓按均匀受力为7.85 t。

（2）每条螺栓的理论保证载荷。根据GB/T 3098.1—2000和GB/T 3098.17—2000，查得单条M27螺距2 mm的细牙螺纹12.9级保证载荷为48.1 t，即在此螺栓上施加48.1 t的拉力时，其永久伸长量（包括测量误差）≤12.5 μm，而此拉力远大于实际所受拉力7.85 t，所以此螺栓不会变形或折断。

（3）每条螺栓变载荷应力计算。液压缸竖直安装，所以端盖螺栓只受到轴向变载荷。单条螺栓所受轴向力78 500 N，螺栓大径27 mm，根据机械设计手册计算得出螺栓应力σa=12 MPa，螺栓的许用应力[σa]=13.66 MPa。计算结果 σa＜[σa]。

（4）每条螺栓最小拉力载荷。根据GB/T 3098.1—2000和GB/T 3098.17—2000，查得单条M27螺距2 mm细牙螺纹12.9级最小拉力载荷为60.5 t，即螺栓在受到＞60.5 t的载荷时会被拉断，但实际每条螺栓受到的拉力仅为7.85 t。

综上，螺栓设计无问题，考虑到液压缸的冲击载荷，其安全系数≥2.5。

2.2 与2250线卸卷小车提升液压缸对比

2250线卸卷小车提升液压缸自投产以来没有发生过类似故障，而且两条线卸卷小车提升液压缸结构一样，只是阀块安装方式不一样，缸本体外形尺寸、缸体直径、活塞直径、行程均一致、缸盖螺栓M27×230，12.9级8条，大小长度级别均一致，硬件方面没有区别。

从控制方面分析，两线钢卷定尾方式不一样，导致卸卷小车升降次数，液压冲击次数和冲击大小不一样，2250线依靠助卷辊和芯轴定尾后卸卷小车一次提升到位接卷，启动瞬间提升缸塞侧压力达到13.4 MPa，1580线卸卷小车在定尾前提升至478 mm处等待，需要定尾时提升缸再次上升与助卷辊一起完成定尾动作。造成2次冲击，且冲击压力达23 MPa。

1580线卸卷小车提升缸单次冲击力23 MPa，比2250线13.4 MPa大很多，且冲击次数是2250线的2倍。这是造成缸盖螺栓疲劳断裂的直接原因。主要受力点缸体与耳轴采用的分体式设计是造成缸盖螺栓拉断的间接原因。