海绵钛反应釜90度翻转机液压系统改造

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在海绵钛生产中，海绵钛在反应釜内还原反应结束后，需将釜内物料进行清理干净，因此必须将反应釜由垂直状态翻转为水平状态，待清理后，再由水平状态翻转为垂直状态♂合生产实际，本文介绍了海绵钛反应釜 90度单缸液压驱动翻转机在使用过程中存在的问题，重点分析液压系统存在的问题，并采用双缸液压驱动设计改造了液压系统1翻转机液压系统组成及工作原理海绵钛反应釜 90度翻转机结构简图如图 1所示，主要由机械部分、液压系统以及电控系统三大部分组成，其中，机械部分由翻转架、支撑架、支撑轮、托臂、托轮等组成。液压系统原理，如图 2所示，主要由柱塞泵、单杆活塞油缸、溢流阀、电磁换向阀、叠加式单向节流阀、叠加式液控单向阀、滤油器及油箱等组成。翻转机工作原理为：液压翻转机处于垂直翻转状态，吊车将反应釜吊至液压翻转机上，通过电气控制操作台上的垂直位置翻转按钮使电磁铁 1YA通电，电磁换向阀左位工作，液压油经滤油器、柱塞泵、电磁换向阀左位、叠加式液控单向阀(左阀)、叠加式液控节流阀(左阀)进入单杆活塞液压油缸下腔，液压缸活塞杆推动连杆向左运动，驱动翻转架带动反应釜-起由吊装垂直状态翻转为水平状态～反应釜翻转至水平状态后，人工对反应釜内的物料进行清理 ，待清理完成后 ，通收稿 日期 ：2013-02-21。

作者简介：马翔(1963-)，男，江苏人，高级工程师.主要研究方向：有色冶金、机械、工程管理E-mail：max### xinli-ti.com第 2期 马翔 ：海绵钛反应釜 9O度翻转机液压系统改造图 1 液压翻转机结构简图Fig.1 Structure sketch of hydraulic turnover过电气控制操作台上的水平位置翻转按钮使电磁铁2YA通电，电磁换向阀右位工作，液压油经滤油器、柱塞泵、电磁换向阀右位、叠加式液控单向阀(右阀)、叠加式液控节流阀(右阀)进入单杆活塞液压油缸上腔，单杆活塞液压油缸下腔的油液经叠加式液控节流阀(左阀)、叠加式液控单向阀(左阀)、换向阀流回油箱，液压缸活塞杆推动连杆向右运动，驱动翻转架带动反应釜-起由水平状态翻转为吊装垂直状态，吊车将反应釜吊离液压翻转机。

l-液压缸；2-叠加式液控节流阀；3-叠加式液控单向阀；4-电磁换向阀；5-柱塞泵；6-滤油器；7-油箱；8-先导式电磁溢流阀图 2 翻转机液压系统原理图Fig.2 Schematic for turnover hydraulic system2翻转机液压系统问题分析2.1翻转机液压系统问题描述(1)液压系统开始(低温状态)启动时，泵输出油管振动大。

(2)液压系统空运转时，泵温升较快，温度较高，30 min后可达到6O℃以上。

(3)由于采用单缸驱动及电磁换向阀换向，液压翻转机翻转力矩不够，且翻转架单侧受力，在翻转过程中受力不平衡，运行不平稳，对铰接轴承及轴承座冲击大，导致铰接轴承使用寿命低、翻转架和轴承座严重变形。

2.2翻转机液压系统问题分析(1)由于柱塞泵滤油器过流量及输油管通径较小，不满足流量要求，使泵吸油不顺畅，输油管压力阻力较大，压力损失大，从而导致泵温升较快，低温运行时输油管振动大 j。

(2)在翻转过程中液压系统不能实现无级调速，且在电磁换向阀换向时会产生较大的换向冲击，导致翻转架对轴承及轴承座的冲击较大。

(3)叠加式单向节流阀虽然可以实现液压缸速度的调节，但背压较大，所做无用功多，损耗很大，导致发热，能量损失大。

3改造措施针对上述对海绵钛反应釜90度单缸液压驱动翻转机液压系统故障的分析，采取以下设计改造措施：(1)更换过流量大的吸油滤油器及大通径油管，有色金属设计 第 40卷满足泵的供流量要求，降低温升，减小油管振动。

(2)在机械结构上，选用承载力较大的轴承，将翻转架、轴承座及机座由原来的铸铁件改为铸钢件，增加它们的强度、刚度。

(3)考虑到翻转机在翻转过程中要受力平衡，减小对轴承及轴承座的冲击，通过对称布置的两个单杆活塞油缸驱动翻转架的翻转，且在液压系统中增设分流集流阀，使油液按固定比例自动分配或集中两股油流，使两个油缸双向同步运行，从而保证翻转架翻转过程中受力平衡，不产生不对称翻转变形～翻转机液压系统中的电磁换向阀换为电液比例换向阀，确保翻转机由垂直状态翻转至水平状态或由水平状态翻转至垂直状态的启动、加速、减速、停止，实现无级调速，运行速度曲线如图3所示，保证翻转机运行平稳，减小对轴承及轴承座的冲击。

图3 液压翻转机运行速度图Fig.3 Running hodograph for hydraulic turnover图4所示为改造后的翻转机液压系统原理图，工作原理为：液压翻转机处于垂直翻转状态，吊车将反应釜吊至液压翻转机上，通过电气控制操作台上的垂直位置翻转按钮使电磁铁 1YA通电，电液比例换向阀左位工作，液压油经滤油器、柱塞泵、电液比例换向阀、叠加式液控单向阀(左阀)、分流集流阀(左阀)比例 自动分流后进入两个单杆活塞液压油缸的下腔，使液压缸活塞杆推动两侧连杆同步向左运动，驱动翻转架带动反应釜-起由吊装垂直状态翻转为水平状态～反应釜翻转至水平状态后，人工对反应釜内的物料进行清理，待清理完成后，通过电气控制操作台上的水平位置翻转按钮使电磁铁 2YA通电，电液比例换向阀右位工作，液压油经滤油器、柱塞泵、电液比例换向阀、叠加式液控单向阀(右阀)、分流集流阀(右阀)比例 自动分流后进入两个单杆活塞液压油缸的上腔，两个单杆活塞液压油缸下腔的油液经分流集流阀(左阀)集流、叠加式液控单向阀(左阀)、电液比例换向阀右位流回油箱，液压缸活塞杆推动两侧连杆同步向右运动，驱动翻转架带动反应釜-起由水平状态翻转为吊装垂直状态，吊车将反应釜吊离液压翻转机。

l-液压缸；2-分流集流阀；3-叠加式液控单向阀；4-电液比例换向阀；5-柱塞泵；6-滤油器；7-油箱；8-先导式电磁溢流阀图4 改造后翻转机液压系统原理图Fig.4 Schematic for turnoverhydraulic system after improving4结 语海绵钛反应釜90度单缸液压驱动翻转机经改造后，在实际中得到了应用。改进后的液压翻转机，油管振动小，液压油温低；叠加式液控单向阀的使用，能使翻转机可靠地在任意翻转位置锁停；采用分流集流阀及对称双向布置，可按固定比例自动分配或集中液流，液压缸双向位移、速度同步精度高；液压缸对称布置，翻转力矩倍增，翻转机受力平衡性好，翻转架、轴承支座变形小，轴承及轴承座寿命长；采用电液比例换向阀，可实现翻转机启动、加速、减速、停止无级调速，运行效率明显提高，同时减小了启、停换向冲击，平稳性更好，安全性更高。