冶金机械液压系统的运行可靠性分析

  摘要:本文从目前国内液压行业现状入手,结合冶金机械对液压系统的要求,分析并提出提高冶金机械液压系统运行可靠性的措施。
  关键词:冶金机械 液压系统 可靠性
  
  1. 前言
  近年来,液压行业通过与国外技术先进公司的合作,技术水平有了很大改观,但整体水平仍然与国外有较大差距。国产液压设备工作可靠性问题比较突出,表现为:漏油严重、设备动作失灵、故障频出且难于查找故障原因、液压元件易卡死、系统压力失控、密封件寿命短等[1]。致使国内大多数用户倾向于国外液压设备或元件,导致国内液压设备、元件行业面临市场占有率越来越低的严峻形势,因此提高液压系统的运行可靠性已经迫在眉睫。
  2. 冶金机械对液压系统的要求
  冶金机械对可靠性和安全性要求较高,不允许停机,而且冶金行业生产工作时间长,多为三班连续工作制,要求液压系统能长时间连续运行,对液压元件的寿命和抗磨损等要求高。冶金机械对液压系统的控制灵敏度要求较高[2],因为连铸和连轧均具有连锁控制功能,要求冶金机械的启动和停止能达到快速、准确。另外,冶金机械多为大型、重型机械,对功率的要求高,因此液压系统的压力范围也广,而且冶金机械的生产车间环境恶劣,对液压系统提出了更高的要求,所以冶金机械对液压系统的运行可靠性要求非常高。
  3. 提高液压系统运行可靠性的措施
  液压系统的运行可靠性取决于多个因素,既有液压系统本身的因素,如液压系统的回路设计、元件参数的匹配等,又有液压系统在使用、维护等方面的因素。由此可见,要想提高液压系统运行的可靠性,单靠改善某一方面的因素远远不够,我们要从液压系统的设计、安装调试、使用维护及元件的参数等方面提高液压系统的运行可靠性。
  3.1液压系统设计的可靠性
  3.1.1液压系统的回路设计
  液压系统设计的合理性是决定液压系统运行可靠性的关键因素,基于冶金机械对液压系统的要求较高,为了提高系统运行的可靠性,液压系统的设计应考虑设置双回路备用系统。一旦运行中出现液压系统故障,可用备用系统继续运行生产,以保证母机的正常运行。这种双回路备用系统能有效的避免发生故障时造成的经济损失。
  3.1.2液压元件的选择
  液压元件根据它的作用,可以分为控制元件、动力元件和伺服元件,不同类型的液压元件有不同的性能参数,液压元件的合理匹配是液压系统运行可靠性的基础,液压元件大多精密而贵重,结构复杂,不少是单件小批量生产和设计,因此在系统设计时要充分考虑元件的性能参数,采用最合理、最匹配的元件,避免系统故障,从根源上提高液压系统的运行可靠性。
  3.1.3液压系统油液的污染控制
  有资料显示,液压系统中有70%的故障是由于液压系统的油液污染引起的[3]。
  液压油污染主要来自于液压元件的磨损造成的颗粒和粉末以及系统内部的固有污染物(机械加工的铁屑等),油液自身生成的污染物(液压油变质析出的沥青胶状物)和外界侵入污染物。在系统设计时首要是重视油箱设计,油箱是系统中最容易发生污染的部位。在恶劣环境条件下工作的液压系统,采用全封闭的加压油箱能有效地防止外部污染。其次是注重过滤器的配置与选择,过滤精度选择要按有关标准选取。
  3.1.4油温的控制
  油液对传递能量、润滑、带走热量、转换设备的惯性、冲击能量和缓冲阻尼起着重要作用。这些作用都和油的温度与粘度密切相关。油温的变化会引起油液粘度的变化,影响油膜的厚度与强度。精密的液压传动系统除选用油温粘度关系较硬、变化较小的油液外,系统油温应控制在一个相对恒定的范围内。因此,油箱要设置液位液温报警装置,对高温环境下或连续运转的高压系统,必须设计足够容量的油冷却器。对工作在冬季寒冷地区的设备,还必须设计加热装置。
  3.1.5振动与泄漏的控制
  任何设计都不能完全消除系统中机械的与液压的振动。因此,控制振动要采取一些隔振设计来防止振动的传递和相互影响。
  控制泄露就要在设计时考虑元件的密封形式和密封面的加工要求,尽量使用集成阀块和插装、叠加元件,减少管路连接;并优先采用法兰式连接和焊接,不用或少用活接头或螺纹连接,减少泄漏点。
  3.1.6油路的控制
  在滑阀控制系统与二通插装阀控制系统中, 先导控制油路的可靠性尤为重要。独立先导油源采用限压变量泵加蓄能器的方案能充分满足对控制油源压力稳定,瞬时流量大,工作可靠的要求,是最好选择。
  3.2安装调试的可靠性
  除了上面谈到的液压元件的性能参数要匹配液压系统外,安装调试前还要检查元件的质量、有无损坏及污染现象等,一旦发现异常,立即处理或更换。另外,液压元件组装、管路布置和安装时,应严格按有关规范操作。安装完毕后,应对系统管路进行彻底清洗,直至油液达到规定的清洁度要求后,才可将所有元件接入系统进行调试。调试时应按正确顺序进行,检查是否有漏油、漏气和压力异常等现象,发现故障后及时处理。
  3.3使用维护的可靠性
  液压系统最大的特点是它以油液为介质,并且液压元件有许多阻尼小孔和间隙运动,一旦油液有污染,很可能会加速液压元件的磨损,引起元件阻塞,卡死甚至失效,这就要求操作人员具有一定的专业知识,对液压系统进行细致的检查、规范的操作及合理的维护。在维修过程中如需更换元件,一般应尽量与原设计型号相同。如一时无原设计型号的备品配件而又急需更换时,必须保证其主要参数能满足原设计要求,不能随意代用。
  
  参考文献:
  [1]王峰.仲米生.提高液压系统工作可靠性的方法[J].锻压装备与制造技术.2006.01.
  [2]罗玉元.冶金设备液压系统运行可靠性初探[J].绍兴文理学院学报.2001.(10).
  [3]赵静一.孔祥东.马保海.上官倩倩.液压系统可靠性研究的现状与发展[J].机械设计与制造.1999.(01).
  [4]李新平.张冬.黄震.提高液压系统工作可靠性的途径[J].煤矿机械.2002.(09).
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