郝明 田之虎
(日照鋼鐵控股集團有限公司,山東日照 276806)
摘(zhāi) 要:液壓傳動(dòng)廣泛應用(yòng)於現代冶(yě)金工業中,在煉鐵高爐爐前的惡劣(liè)工況條件下,液壓工作介質的選用維護成為液壓設備正常運行和壽命延長的必要條件。液壓係統對油溫(wēn)變化比較敏感,特別是油溫(wēn)過高會對整個係統產(chǎn)生不利影響,且帶來諸多“並發症”,使(shǐ)傳動介質性能發生改變,影(yǐng)響設備使用,導致故障(zhàng)不宜診斷。本文結合我(wǒ)廠爐前液壓係統油溫(wēn)過高的原因及產生的危害進行分析,提出相應的整治措(cuò)施。
關鍵(jiàn)詞:高爐爐(lú)前(qián);液壓;油溫過高(gāo);危害;整治措施
1 引言
液壓傳動機械廣泛的應用於現代冶金工業中,其優勢在於體積小、重量輕、結構緊湊(còu)、速度無極調(diào)節、頻繁換向、過載保護,工(gōng)作平穩等諸多優點。但(dàn)也存(cún)在著傳動效率相對低,對(duì)油(yóu)溫變化比較敏(mǐn)感,不宜在較高或較低的溫度下工作,故障(zhàng)不宜診斷等弊端(duān)。鑒於煉鐵(tiě)高爐爐前高溫(wēn)的工況條件,分析油溫過(guò)高對液壓係統的不利影響,並(bìng)製定相應的整治措施。
2 高爐爐前液(yè)壓傳動(dòng)設備組成及工況條件
我廠(chǎng)爐前開鐵口及堵鐵(tiě)口使用的冶金機械(開口機、泥炮)的動力傳遞全部采用(yòng)液壓傳動。包括開口機旋轉,大臂升降,送進小車前進(jìn)後退,鑿岩機衝擊鑽削(xuē),泥炮旋轉堵泥都需要液壓傳動來完(wán)成。爐前開鐵口和堵口時,開口機和泥炮與鐵水有短暫的接(jiē)觸和(hé)較長時間的鐵(tiě)水烘烤,致使設備內儲存(cún)的油液(yè)油溫極(jí)具攀(pān)升,導致液壓(yā)元(yuán)件老(lǎo)化損壞和故障頻發。
3 液壓係統油溫(wēn)過高的危害
(l)油溫升高,油液的粘性降低,液壓元(yuán)件及係統(tǒng)內油的泄漏量將增(zēng)多,這樣(yàng)使得液壓(yā)泵的容積效率降低,原有(yǒu)調(diào)好的(de)係統壓力及流量(liàng)發(fā)生變化,影響工作穩定性,甚至導致機(jī)械設備無法正常運行。
(2)油溫升高粘度降低後,使(shǐ)得液壓傳動設備的相對運動表麵(miàn)間的潤(rùn)滑(huá)油膜變薄,這樣會增加液壓元件運動副之間的磨損,增多油液的雜質含量汙染(rǎn)油液,導致卡閥等設備故障(zhàng)。
(3)油溫升(shēng)高使(shǐ)得液壓元件產生熱變形,液壓閥類元件受(shòu)熱(rè)後膨脹,改變原有的裝配精度,配合間隙減小,影響閥芯移動,增加磨(mó)損,甚至造成卡閥(fá),導致(zhì)液壓閥作用失(shī)效。
(4)油溫升高使油液汽化水分蒸發,易使液壓元件產生汽蝕,加快油液氧化變(biàn)質的速度(dù),降(jiàng)低油的使用壽命。油中析出的沉澱(diàn)物極易堵塞元件(jiàn)的阻尼小孔(kǒng)和細縫,導致液(yè)壓(yā)閥失效,影響設備正常工作。
(5)油(yóu)溫過高會使密封裝置迅速老化變質,喪失(shī)密(mì)封性能,使液壓係統嚴重泄(xiè)漏,導致設備無法(fǎ)正常使(shǐ)用(yòng)。
4 液壓係統油(yóu)溫過高的原因及整改(gǎi)措施
引起油溫(wēn)過高的因素有很多(duō),有些是液壓係統設計缺陷造成的,有些是液壓設備日常操作(zuò)維護不當(dāng)造成的。總(zǒng)結(jié)歸納為以下幾個方麵:
4.1液壓係統設計方麵
(l)係統設計中沒有泄(xiè)荷回路,停止工作時(shí)液壓泵仍在高壓溢流,尤(yóu)其對(duì)於爐前這類高壓大(dà)流量和速度要求變化較大的係統,高壓溢流極易造係統油溫居高(gāo)不下。
整改措施:在泵出口端安裝電磁換向閥溢流閥,通過遠程操作箱控製電(diàn)磁換向(xiàng)閥換(huàn)向達到得電溢流失電卸荷的效果。卸荷油液經冷卻器冷卻(què)回油箱,能達到很好的冷卻效果。
(2)油箱容積太小,散(sàn)熱麵積不(bú)夠;
整改措施:油箱部(bù)分的(de)設計應考慮到(dào)係統具體工況條件,要注意到液壓係統的發熱情況,工作壓力是高壓還(hái)是低(dī)壓,是持續工作還是間斷工作等,應(yīng)使油(yóu)箱有足夠(gòu)的散熱空間(jiān)。作為維修人員雖然不能(néng)設計(jì)油(yóu)箱,但上(shàng)述(shù)因(yīn)素還是(shì)要為設(shè)計方交接清楚。
(3)油管使用過細過長,彎曲過多(duō)曲度變化大,截麵變化頻繁等造成油在管道(dào)內能量損失過大。整改措施:經過計算合(hé)理選用油管內徑,擇大選取管徑,盡量(liàng)減(jiǎn)少鋪設油管長度和彎曲度,減少(shǎo)油液在(zài)管(guǎn)道中的受阻程度。鋪設管路時盡量遠離爐前(qián)鐵溝渣溝等(děng)高溫區域(yù),避免與高溫熱源直接接觸。
(4)由於爐前溫度(dù)過高,特別是(shì)在泥炮封堵鐵口炮泥固化的十幾分鍾,炮身被鐵水近距離烘烤,泥炮內儲(chǔ)存(cún)的大量油液油溫急劇升(shēng)高,油溫(wēn)在70度以上,油液加快變質程(chéng)度,粘度降低(dī),油粘膜變薄(báo),液壓元(yuán)件接(jiē)觸(chù)表麵磨損嚴重;高溫(wēn)致使密封元件加速老化,內泄增大,影響泥炮的保壓效果,可能導致生產事(shì)故,發(fā)生人身傷害。
整改措施:在泥炮炮身下(xià)部受鐵水烘(hōng)烤的部分製作密(mì)封儲蓄水槽箱,外接循環冷卻水(shuǐ)管,這樣冷卻(què)水能很好的阻隔鐵水烘烤炮身,並通過(guò)循環冷卻把吸收鐵水的熱量帶走,保證炮身內(nèi)油溫不過熱。
(5)液壓(yā)係(xì)統在設計時,為了節省能源,常(cháng)采用各種手段進行節能(néng)。但如果這(zhè)些手段(duàn)未能使液壓係統(tǒng)按照正常(cháng)設計狀態運行,也會造成油溫升高。例如爐前液壓站冷卻係統常規為了節能降(jiàng)本(běn)都是通過柱塞泵高壓溢流控製設備運作,低(dī)壓(yā)卸荷進行油液(yè)冷卻。但(dàn)柱(zhù)塞泵並不適用於油(yóu)液的傳輸冷卻,冷(lěng)卻效果(guǒ)不好,達不到預期的冷卻效果。
整改措施:由於螺杆泵適用於低壓係統,並卻自吸能力強,流量均勻連續,振動(dòng)小(xiǎo),噪音低,結構(gòu)堅實,安裝保養容易等特點(diǎn),可以通過螺杆泵傳輸油液,為液壓站油箱單獨設計一個冷卻係統,這樣與生產用泵互不影響,還能達到很好的冷卻效果。
4.2液壓設備日常操作維(wéi)護方麵(miàn)
(l)油箱中油位較低時,液壓係統中沒有足夠的油液滿足係統循環(huán)和冷卻,使係統中(zhōng)產(chǎn)生的(de)熱量不能及時(shí)被帶走,使油溫升高。
整改措(cuò)施:及時補充油液,理論上油麵高度為油(yóu)箱高度80%時的容積較(jiào)為適宜。
(2)所選用(yòng)的液(yè)壓油的(de)品種及鑽度等級不符合要求,或不同品種的液壓油混用,造成液壓油鑽(zuàn)度過(guò)低過高或(huò)使油品原油的(de)性能發生變。鑽度過大,油液流(liú)動的內摩察力變大,產生熱量大,溫度升高;鑽度小,鑽(zuàn)度特性降低,泄露增加,油溫升高。靠液壓油潤滑(huá)的運動表麵油膜難以形成,相對運動副表麵的油膜易被破壞,增大運動副之間的阻力,磨擦(cā)損失增加,導致油溫升。
整改措施:1)合理選用油液的品種。一般選擇(zé)設備廠家推薦(jiàn)的油品。對於環境惡劣、長時間高負荷作(zuò)業、換(huàn)油時間較長時,應選(xuǎn)用性能較好的抗磨液壓油(yóu),目前我廠高爐爐前使用L一HM拓(tuò)#抗磨液壓油(yóu)。L一HM具有良好的抗磨性,在(zài)中(zhōng)高壓條件下能使摩擦表麵具有形成一定(dìng)的油膜強度,降低摩擦和磨損,有良好的(de)潤滑性、防鏽性和抗氧化安定性(xìng),適用於中、高壓液壓係統(tǒng),適用溫度10一60℃。2)由於爐前設(shè)備(bèi)更換周(zhōu)期短,特別是爐前膠管等易損件頻繁更換,造成油品流失油位降低,液壓站油箱需要(yào)不定期補油。油液不斷(duàn)更新,這樣就不適用於“液(yè)壓係統油液累計工作一千多小時後換油”的說法(fǎ),可以通過定期與不定(dìng)期的方式對油品進行檢驗,不合格時進行整體更換。油箱注油時使用加(jiā)油小車進行加油(yóu),嚴謹使(shǐ)用手動加油器進行加油,避免造成油液二次汙染。
(3)液(yè)壓係(xì)統中混入空氣,氣體融(róng)入油液中,側氏壓區時會(huì)從油中逸出並形成氣泡,當運動到高壓區時(shí),這些氣泡(pào)將被高(gāo)壓瞬間擊碎,受到激烈壓縮(suō)而放出大量熱(rè)量,導致油溫升高。
整改(gǎi)措施:液壓油泵的吸(xī)油口做到密(mì)封良好,如有滲油情況應及時處理;保證油箱液麵高度高於吸(xī)油(yóu)口,回油管(guǎn)路的回油口在油箱液麵(miàn)以下;每次(cì)換油後要排盡係統中的空氣。
(4)液壓油冷卻循環(huán)係統對油液冷卻起到重要作用。常規冷卻采用(yòng)水冷式對液壓係統油液進行強製冷卻。水冷式(shì)冷卻係統會因水循環堵塞不暢或冷卻水自身溫度高而使散熱係數降低,達不(bú)到冷卻(què)效果,結果(guǒ)導致(zhì)油溫過高。
整改措施:我廠煉鐵多數采用的是管式冷卻器。鑒別冷卻效果常規的方式是(shì)通(tōng)過手感溫(wēn)冷卻器進(jìn)出水管、進出油路的溫度差及油箱的整體溫度來鑒別。
在(zài)日常維護(hù)中需要定期對冷卻(què)器進行開蓋疏通冷卻器水循環管路,清(qīng)理汙垢(gòu),保證水循環暢通;冷卻水的初始溫度也是決定冷卻效果的重(chóng)要因素,冷卻器接人冷卻水管時要接(jiē)人高爐冷卻(què)人(rén)水管,不要接人高爐冷(lěng)卻回(huí)水管,以免降低冷卻效果。
5 結語(yǔ)
現代(dài)液壓技術廣(guǎng)泛應用於工(gōng)農業生產中,其技術高低已成為一個國家工業發展水平的標誌。液壓傳動技術正朝著高壓、高頻、快速響應、精確製導(dǎo)等方向發展,因而對介質的要求也越來越高,故障排除也較為困(kùn)難。但液壓係(xì)統80%的故障都(dōu)與液壓油有(yǒu)直接的關係(xì),所以液壓介質的選用、日常的維護等就顯得十分重要,油(yóu)溫受控也成為(wéi)液壓(yā)設備維護的(de)重要環節之一。在此基礎上,才能保障液壓係(xì)統穩定運轉,延長使用壽(shòu)命。
參考文獻:
[1]王鳳喜,何強主編.液壓與氣動設備維修問答[M].北京:版社,2011.
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來源:《山東工業技術》2016年18期