转炉挡渣出钢机构液压系统故障分析及改造(全文)

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摘要：转炉挡渣出钢机构液压系统存在油温升高速度快，电机过热跳闸的问题，通过对转炉挡渣出钢机构液压系统液压泵的改造，解决了油箱温度升高过快、电机过热的设备问题。

关键词：液压系统；故障分析；液压泵；电机功率

中图分类号： TG315文献标识码： A

0引言

迁钢公司引进一套转炉挡渣出钢机构。液压系统油箱、液压泵单元国内制造，阀台、液压缸国外引进。液压缸活塞杆伸出，挡渣滑板打开，同时有低压、小流量液压油通过液压缸活塞上单向阀流回油箱，对液压缸冷却；活塞杆退回，挡渣滑板关闭，实现挡渣出钢。每炉钢冶炼时间40分钟,液压缸动作一次。在使用中出现电机过热、过电流、停泵、油温升高速度快等故障现象，通过对故障分析，利用现有的场地和备件，对液压系统进行改造，改造完成后液压系统运行正常，取得了满意的效果。

液压系统主要技术参数及原理图

1.1液压系统主要技术参数

液压泵 A2FO28/61RVPB05 1用1备

液压泵驱动电机 Y2-160L-4B35 15kW,1450r/min

液压泵驱动电机额定电流 30A

液压缸 Φ125/Φ50-204

液压系统工作压力 20 MPa

液压系统最低工作压力 17 MPa

液压系统流量 40.6l/min

蓄能器充氮压力 12 MPa

1.2液压系统原理图

图1液压系统原理图

2故障现象及故障分析

2.1故障现象

使用中发现液压系统油温升高速度快，大约2小时油箱温度达到50℃；电机温度升高速度快，大约2小时电机温度达到80℃，电机电流大约35A；泵压力达不到20MPa,泵压力调定到19MPa时电机已有跳闸现象，运行的液压泵停止，倒备用泵运行；在19MPa使用过程中，液压缸动作时，液压系统压力低于17MPa，阀台压力传感器报警。

2.2故障分析

定量液压泵在高压满流量运行时，有小流量液压油通过液压缸活塞上单向阀流回油箱，对液压缸冷却，其余均溢流回油箱，这样造成很大的能源浪费，且液压系统容易发热，因此使用过程中容易造成系统温度升高速度快；选定电机功率小，是造成电机过流主要原因；液压泵压力低，瞬间流量大是阀台压力传感器报警主要原因。以下主要分析与液压泵匹配电机功率：

(1)

式中：pp为液压泵最大工作压力；QP为液压泵的流量；ηp为液压泵的总效率（ηp=0.81~0.88），ηp 取0.85。

按照19MPa、总效率0.85，确定与液压泵匹配的电机功率：P=15.2kW

按照20MPa、总效率0.85，确定与液压泵匹配的电机功率：P=16kW

由此可以判断选取电机功率小于实际所需功率。

3设备改造

根据计算结果和现场实际情况及现有备件，确定三个改造方案：第一方案将电机功率改为18.5kW；第二方案将泵改为A10VSO28DR/31R-PPA12N00；第三方案将电机功率改为18.5kW、泵改为A10VSO28DR/31R-PPA12N00。

如果按照第一方案，不能解决液压系统温度升高速度过快的设备问题。如果按照第三方案，既可以解决电机过电流问题，又可以解决液压系统温度升高速度快的问题，但是面临现场改造复杂、空间狭小、需要尽快投入生产等问题。因此按照第二方案，可以解决液压系统温度升高速度快的设备问题，由于液压系统液压缸动作不频繁（1次/40分钟）,运行时只有一个小流量输出不会造成电机过流，因此电机短时间过流（不超过25%）不会造成电机过热。

4结论

1)改造完成后，正常运行电机电流25A，油箱温度40℃左右。电机虽然有短时间过流，但过流时间短，没有造成电机过热，取得了满意效果。

2)长期有小流量输出的液压系统，使用恒压变量泵，没有溢流损失，能减少系统发热。

参考文献：

[1]徐灏.机械设计手册（第5卷）[M].北京：机械工业出版社，2000.

[2]Rexroth Bosch Group.工业用液压元件[Z].德国：Rexroth Bosch Group，2007.

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转炉挡渣出钢机构液压系统故障分析及改造

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