作為某廠電極制備生產(chǎn)線的主體設(shè)備,7000噸油壓機主要是用來制備一次電極,且生產(chǎn)效率高低對該廠生產(chǎn)任務(wù)產(chǎn)生直接的影響。鑒于常規(guī)思路中利用主缸加壓的改造所具有的不便,本文通過分析7000噸油壓機液壓系統(tǒng)及設(shè)備主體,提出一種在加壓過程中通過充液閥對主缸進行液壓油補充的方法,達到提高油壓機壓制電極速率的效果,從而在很大程度上降低了改造的難度及風(fēng)險。
以生產(chǎn)鈦及鈦合金鑄錠為主的某廠為例,其電極制備生產(chǎn)線的主體設(shè)備為7000噸油壓機,伴隨生產(chǎn)任務(wù)的逐年遞增,該廠對電極制備生產(chǎn)線的要求也相應(yīng)增加,然而當(dāng)前該廠熔煉能力為每月1400噸,但兩臺電極制備油壓機的能力卻只能達到每月1100噸,因而無法滿足生產(chǎn)的需求。這就需要對7000噸油壓機的液壓系統(tǒng)進行改造,通過充液閥對主缸進行液壓油補充的方法,加快油壓機壓制電極速率,使得電極制備生產(chǎn)效率得到有效提高
分析當(dāng)前7000噸油壓機設(shè)備的運行狀況
該廠7000t油壓機壓制電極塊的過程及用時如表1所示。
壓制電極塊過程 | 主缸提升 | 料倉進料及捆綁 | 主缸下降 | 擠出 | 回程 | 電極頂出 | 總計 | |
用時 | 15s | 40s | 10s | 150s | 60s | 15s | 15s | 5min5s |
表1 7000t油壓機壓制電極塊的過程及用時
由表1可知,用時最長為主缸加壓及電極塊擠出,兩者幾乎在整個電極塊壓制過程中占有一半工時,所以要想提高電極塊壓制速率,減少電極塊壓制時間,就應(yīng)當(dāng)想辦法令主缸加壓及電極塊擠出速度得到進一步提高。其中,該油壓機的主泵為一對意大利產(chǎn)薩姆HIV160恒功率(功率為75kW)變量軸塞泵。當(dāng)壓力為零時,其流量為230L/min;壓力為30Mpa時,流量為100L/min。而該油壓機的主缸直徑為1750mm,側(cè)面積為240dm2。經(jīng)計算得知,其開始加壓速率為3.2mm/s,結(jié)束加壓速率為1.3mm/s,平均速率為2.3mm/s。并且在加壓過程中,7000t油壓機兩臺主泵并非是同時加壓,而是一臺主泵間歇加壓,另臺主泵一直加壓,因此加壓速度實際要比2.3mm/s低。而在電極塊擠壓時,提供動力的只有一臺主泵,另外一臺則不參與該過程。
7000噸油壓機液壓系統(tǒng)改造方案
在保持電磁閥1DT、2DT均斷電的情況下,保持四個插裝閥全部關(guān)閉,則壓機不動??刂葡到y(tǒng)的四個通徑為80mm的插裝閥均是由通徑為10mm的電磁換向伐來進行控制,理論流量控制在450-1800L/min左右。而提高壓制速度理論上可以通過提高流量來實現(xiàn)。利用改變該油壓機加壓方式,或者控制電極塊擠出系統(tǒng)流量的手段,使得壓制電極塊時間得到有效減少,從而達到提高電極塊壓制效率的目的。這種油壓機液壓系統(tǒng)原理如圖1所示。由該廠生產(chǎn)現(xiàn)場情況可知,為盡可能地避免改變其原有液壓系統(tǒng),因而為了在加壓和擠壓時將壓力油提供給主缸,從而有效提升其壓制電極塊的效率,這里考慮將一臺主泵系統(tǒng)以及相配套的液壓閥、 管路等添加入該7000t的油壓機中,該系統(tǒng)原理與原來的主泵系統(tǒng)基本一致。
在性能參數(shù)方面,添加的主泵與原來的兩臺基本一致,且該部分的電液換向閥工作時間與原系統(tǒng)的相同,從而能使得其工作效率得到進一步提高。當(dāng)加壓結(jié)束時,電磁換向閥1DT、2DT主要目的是將單向閥與電液換向閥之間的壓力卸除。為實現(xiàn)改造的目的,添加的液壓泵所提供的壓力油需要通過主缸,只是由于當(dāng)前主缸口密封,想要改動很不方便。因而可以讓添加的回路先匯集到上油箱,接著利用充液閥,將壓力油沖入到主缸內(nèi),共同實現(xiàn)對系統(tǒng)的加壓。而作為控制主缸油路與上油箱開斷的充液閥,其在電極塊擠出過程及加壓時保持閉合,即利用拉桿頭部與閥芯的連接保持充液閥的閉合。充液閥的閉合主要目的是預(yù)防系統(tǒng)發(fā)生卸壓而不能進行正常工作的現(xiàn)象。
1-單向節(jié)流閥;2-電磁換向閥;3-梭閥;4-插裝閥;5-單向閥
圖1 原油壓機液壓系統(tǒng)原理圖
圖2 改進后的充液閥結(jié)構(gòu)
改進后7000t油壓機液壓系統(tǒng)的性能校核
因為在工作時,充液閥的閥芯需要持續(xù)的開啟和關(guān)閉,因而需要利用軟管來連接郵箱與充液閥,以對原液壓系統(tǒng)的正常工作造成影響。考慮到新增液壓泵的性能一原液壓泵相同,因而在加壓與擠壓過程中,7000t油壓機壓制電極塊的速率顯著提高,經(jīng)檢測得到,壓力為零及30Mpa時,系統(tǒng)的流量分別為230L/min及100L/min,主缸面積為24000mm2,計算得到開始和結(jié)束時的加壓速率分別為4.8mm/s、2.1mm/s,平均速率為3.45mm/s。由此可見,與原系統(tǒng)相比,其加壓流量提高至50%、擠壓速率幾乎提高至原來的一倍,而加壓時間則相應(yīng)減少至原來的0.4-0.5,時間僅需80s左右。擠壓時間則減少到30s,原先需要330s的總體壓制時間,改進后只需230s,并且整體系統(tǒng)運行平穩(wěn),很好地實現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。
結(jié)束語:經(jīng)過上述的技術(shù)改造,7000t油壓機液壓系統(tǒng)保留了性能較好并且仍然能夠使用的液壓泵及泵頭閥等部件,同時還使得液壓控制系統(tǒng)存在的主要技術(shù)缺陷得到有效解決,一方面在有效保證油壓機液壓系統(tǒng)穩(wěn)定的同時,還拓寬了該壓機的應(yīng)用范圍;另一方面又使得系統(tǒng)的可靠性及換向靈活性得到進一步增加,有效提高該壓機的工作性能。同時,將液壓控制元件在一個集成塊上安裝,還是得維修和調(diào)節(jié)變得更為方便。