脱棒辊道液压站故障分析及处理方法

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随着液压技术和元件的 日趋成熟 ，液压系统在轧钢生产中的应用越来越广泛。天津钢管集团有限公司的轧管生产线常用 MPM轧管机，该套轧管机组主要包括坯料轧前准备、管坯加热、穿孔、连轧、定径、钢管冷却、精整等几个基本工序。穿孔后的毛管和顶杆-起放到脱棒辊道上完成脱棒工艺 ，早期的脱棒辊道为电机传动，由于受穿孔后的毛管高温烘烤，故障频发，因此改造成脱棒辊道液压站，由液压马达驱动。液压马达驱动的脱棒辊道和电机驱动相比运行故障率大大降低，但是在实际生产中也会出现-些故障。本文针对钢管生产中脱棒辊道液压站常见故障进行分析，并提出了解决的办法。

1 脱棒工艺描述脱棒工艺布局如图 1所示。脱棒辊道共有 9组。

第 1组、第 9组辊道为自由辊，无驱动马达；中间7组辊道由液压马达驱动，为适应现场故障处理，脱棒辊道可双向转动。

图 1 脱棒工艺布局图穿孔后的毛管和顶杆-起放到脱棒辊道上，由脱棒链咬住顶杆尾柄向后带着顶杆和毛管-起在脱棒辊道上向后移动，脱棒辊道在液压马达驱动下主动旋转，辊道线速度和脱棒链速度-致，避免毛管外表面划伤。

毛管和顶杆-起移动到脱棒链前端档叉位置时，由档叉挡住毛管，同时脱棒辊道在电液换向阀控制下停止转动，毛管停止在脱棒辊道上，顶杆在脱棒链带动下继续向后移动，直至顶杆完全脱离毛管。

2 脱棒辊道液压站组成脱棒辊道液压站是为脱棒辊道设备改造而专门设计安装的-套完整的小型液压站，它只负责脱棒辊道的转动，主要包括-个 2000 L的油箱。主回路有作为主泵的2台高压柱塞泵(1用 1备)、1组双联主过滤器、1座控制 阀台和 7件带动脱棒辊道的液压马达。

循环回路有用作外循环的2台循环泵(1用 1备)、1组双联循环过滤器、1套水冷装置、3组电加热器。其他附件包括 1组蓄能器(2件)、压力开关、温控仪、液位计以及空气滤清器等。

3 脱棒辊道液压站工作原理脱棒辊道液压站工作原理如图2所示。

3.1 循环 回路工作原理启动循环泵(23)，循环系统工作，循环泵出口的压力油经单向阀进入冷却器(29)，再经双联循环过滤器(2)回油箱 ，实现油液的外循环，以保证液压油的温度和精度要求。

收稿日期：2012-12-03作者简介：李桂云(1965-)，女，天津宁河人，副教授，硕士 ，主要从事机械工程科研和教学工作 。

100 液压与气动 2013年第4期图2 脱棒辊道液压站工作原理图3 阀台控制原理冷却器(29)的冷却水管路上设有电磁阀，控制冷却水的开闭，电磁阀的通断由温控仪控制。冷却器的油路部分设有旁通回路，当油液较长时间不需要冷却(如冬季)或冷却器出现故障时油液可走旁通回路，保证循环系统正常运行。

3.2 主回路工作原理主系统中主泵为高压轴向柱塞泵 ，主泵采用卸荷启动。启动主泵时，常闭型电磁溢流阀(11)邑 口上的两位换向阀同时得电，使电磁溢流阀卸荷，此时主泵在空载下启动，延时 10 s后，电磁溢流阀(11)邑 口上的二位换向阀断电，电磁溢流阀(11)邑 口不再卸荷，压力变换到 14.5 MPa的安全压力，主泵升压，压力油经插装阀(12)和(13)进入系统压力管线到控制阀台，控制阀台的控制原理图见图3所示。此处插装阀插件(12)本身带有行程限位器，在此处插装阀可起到单向阀的作用。主泵向外供油时，插装阀组件正向开2013年第4期 液压与气动 101启，通过插装阀组件的行程限位器和弹簧可使主泵输出流量平稳，减少压力冲击。此时备用主泵的插装阀组件起到单向阀的作用，防止工作泵的压力油进入备用泵而使备用泵反转，确保在不停机状态可以拆卸检修备用泵。若将行程限位器调到最小，可将插装阀插件限制在最底部，关闭油路 ，起到截止阀的作用。

3.3 阀台控制原理阀台所控 7组液压马达(15)如图3所示，图3中左侧 4组液压马达在现场分别控制 2、4、6、8组脱棒辊道，图 3中右侧 3组液压马达在现场分别控制 3、5、7组脱棒辊道，现场 的第 1组、第 9组脱棒辊道为 自由辊。

阀台工作时由液压站提供的压力油 P到阀台进入压力管线。当电液换向阀(07)左侧得电，压力油经电液换向阀(07)左侧，先进入调速阀(08和 09)，再分别进入四联和三联同步马达(10和 14)，左侧 4组液压马达(驱动 2、4、6、8组脱棒辊道)，经四联同步马达(10)同步流量分配后驱动 2、4、6、8组脱棒辊道运转，同时右侧 3组液压马达(驱动 3、5、7组脱棒辊道)，经三联同步马达(14)同步流量分配后驱动 3、5、7组脱棒辊道运转，7组液压马达驱动脱棒辊道正转，带动顶杆和毛管完成脱棒动作，回油经电液换向阀(07)左位回流液压站的回油过滤器过滤后回油箱。

当电液换向阀右位得电时，压力油经电液换向阀(07)右位，同时进人 7组液压马达(15)，回油分别经过四联和三联同步马达后再经调速阀(08和 09)调速后，进入电液换向阀(07)右位 回油，回油沿管线 回到液压站经回油过滤器(37)过滤后流回油箱，此时液压马达带动脱棒辊道反转。

脱棒动作结束后，电液换向阀(07)右侧电磁铁断电，主阀芯回到中位，电磁换向阀(07)的 P口截死，A、B、T三个油口相通，马达停止供油。但由于换向阀中位机能的特性，马达此时可随动。

4 脱棒辊道液压站常见故障及处理方法脱棒辊道液压站 自2003年安装使用以来出现过诸多故障，常见故障及处理方法如下。

1)油箱左侧油液满右侧空油箱液位计全量程为 1000 mm，根据油箱的工作特点通常使用 0～800 mm，运行中发现油箱液位降到490 mm以后，由于中间隔板阻挡了油液的流动，会出现右侧油空现象。

此种现象主要出现在主泵处于停机状态，循环泵仍进行循环过滤时，油液由油箱的右侧逐渐抽到油箱的左侧，由于液位计设置在油箱左侧，右侧油空并不能体现出来，会导致循环泵吸空。

处理方法：在点检标准里规定液位点检标准为500～800 mm，在油箱隔板上开孔并加装粗滤网，这-问题得到解决。

2)阀台换向阀卡死阀台换向阀卡死的故障现象为辊道不转或常转。

如果换向阀卡死在中位时，当脱棒辊道需要转动时，换向阀不能正常换向，辊道不能主动转动，脱棒时辊道被动转动，可能造成毛管不到位或外表被拉伤。如果换向阀卡死在左位 ，换向阀不能正常回到中位 ，表现为马达常转不停 ，脱棒时毛管已到位，马达常转不止，容易将毛管外表磨伤。由于换向阀处于右位时为马达反转，只是处理故障使用 ，用 的不多，没有发生过卡死情况。

换向阀卡死通常是由于油液中杂质造成的，杂质长期作用于换向阀阀芯表面，使阀芯磨损，造成阀芯卡死，换向阀失效。

处理此类故障通常要拆洗换向阀，当阀芯磨损严重时必须更换换向阀。

3)备用主泵反转主泵启动后备用主泵慢速反转，此现象通常为备用泵插装阀被异物卡昨插装阀阀芯有磨损，起不到单向的作用，工作主泵的压力油进入备用泵。

此类故障只需停机检修时拆下备用泵的插装阀清洗或者更换插装阀的插件，初始阶段以清洗为主，长期使用时插件磨损已很严重，清洗插装阀已不起作用，必须更换插装阀的插件。

4)脱棒辊道马达、软管漏油因为脱棒辊道直接与红热的毛管接触，毛管的温度达 1200℃，受高温热辐射影响，驱动马达温度很高，马达轴封受高温影响很容易老化失效，造成马达漏油。

驱动马达的进出软管本身形状细长，弯曲角度各异，布置松散，无法专门设置水冷，在使用中经常出现软管被烤坏漏油的情况。为解决这-问题，在软管外层又加装 了-层 AB915防高温辐射 防护毯来保护软管。

5)液压油高温引起油液污染液压站主泵油温持续升高且主泵摆角不能归零，系统压力也由正常的 13 MPa降到 8 MPa左右，脱棒辊102 液压与气动 2013年第4期阻尼孔对手动先导换向阀的影响分析陈 超，廉自生Analysis of the Damping Hole S Impact on Manual PilotReversing ValveCHEN Chao，LIAN Zi-sheng(太原理工大学 机械工程学院，山西 太原 030024)摘 要：该文分析了液压支架用手动先导阀的工作原理和结构，并在 AMESim平台上建立了手动先导阀模型并进行了仿真，重点分析了其动态特性和主控阀阀芯上的阻尼孔大小变化对阀芯运动的影响，得出主阀芯的位移、流量和速度响应曲线♂果表明，主控阀阀芯的阻尼孔变化对阀芯速度及开启时间影响很大，为合理设计主阀阀芯阻尼孔提供 了-定理论依据。

关键词：液压支架；AMESim；手动先导阀；阻尼孔中图分类号：TH137 文献标志码：B 文章编号：1000-4858(2013)04-0102-03弓I言近年来，随着煤矿机械的发展，采煤的自动化程度越来越高，而采煤自动化和效率的提高很大程度撒于液压控制系统的性能。手动先导阀作为液压支架主要控制调节组件之-，由于密封性好、过流能力强、响应快、抗污染能力强，逐渐获得广泛应用。作为液压控制的关键部件，手动先导阀如果出现问题，液压支架会产生许多问题，如立柱无法正常升降柱，支架无法移动，采煤机及输送机无法推进，新裸露的顶板不能及时支护等。因此研究分析影响其性能的主要因素，优化改进其结构，对于煤矿生产意义深远。

1 手动先导阀液压控制系统工作原理如图 1所示：(1)按下手柄 1，使先导阀2-1受力，先导阀左位接入系统，控制油通过先导阀2-1左位，与主控阀 3-1接通。主控阀3-1在液压控制油作用下，阀芯右移，左位接人系统。此时液压油通过主控阀左位，经单向阀4.1进入液压缸上腔。液压缸下腔油液经单向阀4-2收稿 日期 ：2012-10-12基金项 目：山西势技重大专项项 目 (20111101025)作者简介：陈超(1978-)，男，山西长治人 ，硕士，主要从事机电液-体化方面的研究工作。

道出现常转现象。此故障主要原因是液压马达被热毛管高温烘烤，正常状态时有开放式冷却水对马达外表面淋浴冷却，热量被冷却水带走，马达内部流动的液压油温度并不是很高。但由于现场砸碰原因和检修更换辊道或马达水管碍事，人为将水管掰到-边检修结束没有恢复，造成马达表面没有水冷，受高温烘烤的马达温度居高不下，致使流过马达的液压油温度聚然上升，高温液压油使马达回油软管内壁橡胶脱落，随马达回油回到油箱，集聚在回油过滤器处，造成油液污染。

5 结论本文从脱棒辊道液压站工作原理人手，对液压站的主回路、阀台以及循环回路的控制原理进行了详细的阐述。在此基础上对脱棒辊道使用过程中经常出现的故障及原因进行了分析并提出解决问题的办法，为从事钢管生产中的维修人员提供了-定的参考。