胡建鋼

(安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司，安徽馬鞍山 243000)

液壓增壓器在棒材軋機(jī)改造中的應(yīng)用

胡建鋼

(安徽馬鋼工程技術(shù)有限公司，安徽馬鞍山 243000)

運(yùn)用液壓分流器的增壓特性，解決棒材軋機(jī)改造利用舊液壓系統(tǒng)、新增粗軋機(jī)組壓力不夠的問題。實踐證明:在該項目改造中，液壓分流器作液壓增壓器使用經(jīng)濟(jì)實用，利舊液壓系統(tǒng)無需改進(jìn)，并減少加工制作、施工安裝等多項環(huán)節(jié)，節(jié)省投資。

液壓分流器;液壓增壓器;棒材軋機(jī)改造

海外某軋鋼廠棒材車間擴(kuò)能改造，在原有18架軋機(jī)前，增加φ650水平、立式粗軋機(jī)各一架。改造后，軋制鋼坯原料斷面由120 mm×120 mm改為150 mm×150 mm，坯料長度仍為6 m，這樣可使其生產(chǎn)能力由原來的30多萬噸/年增長到近50萬噸/年。該廠原有18架“紅圈”軋機(jī)，其液壓系統(tǒng)設(shè)備為意大利POMINI公司設(shè)計、制造，而此次改造則由作者單位設(shè)計供貨。

1 問題的提出

設(shè)計改造原則，利用原有設(shè)備，減少投資。但在改造設(shè)計中遇到問題，新增兩架粗軋機(jī)設(shè)備尺寸和質(zhì)量增大，機(jī)架鎖緊機(jī)構(gòu)液壓缸工作壓力需要21 MPa才可將鎖緊機(jī)構(gòu)打開，而該廠原有軋機(jī)液壓系統(tǒng)工作壓力只有14 MPa。如果對原有液壓系統(tǒng)泵站進(jìn)行改造，需要增大電機(jī)容量更換電機(jī)，修改泵站設(shè)備結(jié)構(gòu)尺寸與布置，重新配作泵組底座、聯(lián)軸器等，對泵組土建基礎(chǔ)也要修改制作。這樣不僅投資較大，而且施工周期長。如果采用“液壓分流器”作為“增壓器”使用，可簡單有效地解決機(jī)架鎖緊機(jī)構(gòu)所需的壓力問題。

2 分析

機(jī)架鎖緊機(jī)構(gòu)具有高壓小行程、快速啟閉的工作特點。鎖緊機(jī)構(gòu)由4只彈簧復(fù)位油缸組成，即“彈簧鎖緊液壓打開”，斷開液壓、蝶形彈簧推出活塞鎖緊機(jī)架，反之鎖緊機(jī)構(gòu)打開。機(jī)架鎖緊機(jī)構(gòu)動作為非生產(chǎn)操作，只有“換輥”和“更換輥槽及孔型”時打開鎖緊機(jī)構(gòu)。圖1是軋機(jī)機(jī)架鎖緊機(jī)構(gòu)示意圖。

圖1 機(jī)架鎖緊機(jī)構(gòu)

如圖2所示，在機(jī)架鎖緊油缸液壓控制回路中，接入一只等量分配的兩流“液壓分流器”，或稱“液壓分流馬達(dá)”。運(yùn)用“液壓分流器”增壓特性，理論上可使鎖緊油缸工作壓力增加1倍，為28 MPa，考慮液壓分流器內(nèi)部壓力損失約2.8 MPa(參見產(chǎn)品樣本或按 Δp=p進(jìn)口×20% 計算)，該液壓回路總壓力損失不大于4 MPa，完全可以滿足鎖緊油缸21 MPa工作壓力要求。根據(jù)“液壓分流器”進(jìn)出口功率相等原理，鎖緊機(jī)構(gòu)油缸開啟速度降低1倍，開啟時間由原來2～3 s增加到4～6 s。由于機(jī)架鎖緊機(jī)構(gòu)啟閉為非生產(chǎn)操作，因此也能滿足生產(chǎn)操作要求。

圖2 水平軋機(jī)液壓控制回路

3 方案實施

圖2為水平軋機(jī)液壓閥臺原理圖，圖示云線部分為在液壓閥臺上安裝的“液壓增壓器”。增壓器放空腔油口經(jīng)S25A0(不帶彈簧的)單向隔離閥接回油箱。

依據(jù)鎖緊缸參數(shù)計算可知，4個鎖緊缸同時開啟流量約為68 L/min，選擇KINSSON公司JKS－012E型兩流齒輪式液壓分流器，單流流量17～82 L/min，工作壓力26 MPa，峰值壓力28 MPa，外形尺寸 (長×寬×高)約為:400 mm×127 mm×185 mm。該液壓分流器可以直接安裝在軋機(jī)液壓閥臺上，軋機(jī)液壓閥臺位于軋機(jī)附近。

4 結(jié)論

按圖2制作的液壓閥臺，經(jīng)測試完全可以滿足工廠生產(chǎn)、檢修要求。鎖緊機(jī)構(gòu)打開壓力約20 MPa左右，啟閉時間約4 s。實踐證明:運(yùn)用液壓分流器的增壓特性，解決棒材軋機(jī)改造中液壓系統(tǒng)壓力不足問題是完全可行的，并且可減少工程設(shè)備基礎(chǔ)建設(shè)環(huán)節(jié)，降低工程投資。值得提醒的是:在多個執(zhí)行回路液壓系統(tǒng)中，個別回路為高壓大負(fù)載，用液壓分流器，作為增壓元件使用，可以避免因單個回路負(fù)載大、壓力高，提高整個液壓系統(tǒng)工作壓力，減小系統(tǒng)電機(jī)功率，降低系統(tǒng)能耗，起到節(jié)能的效果。

液壓分流器作為“增壓器”使用，如對流量分配無嚴(yán)格要求，盡可能選擇齒輪式液壓分流器，它比柱塞式液壓分流器具有更低的壓力損失，元件價格比柱塞式液壓分流器便宜。設(shè)計使用時應(yīng)當(dāng)注意，增壓腔的壓力不能高于液壓分流器可以承受的壓力。

［1］雷天覺，李壽剛.液壓工程手冊［M］.北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

［2］胡建鋼.液壓分流器增壓特性與應(yīng)用［J］.液壓與氣動，2009(4):55－56.

［3］KINSSON產(chǎn)品樣本.

TG711

B

1001－3881(2014)10－204－2

10.3969/j.issn.1001 －3881.2014.10.062

2013－09－10

胡建鋼 (1955—)，男，本科，高級工程師，主要從事冶金設(shè)備液壓潤滑與氣動系統(tǒng)設(shè)計工作。E－mail:hujg@msdri.com。