SGXP-240泥炮液压控制系统故障分析

2023-06-15 历史故事版权反馈

【摘要】：某炼铁厂1号750m3高炉全液压SGXP-240泥炮使用初期，液压故障主要是转炮回转机构不动作和堵铁口时间过长。其中，阀1和阀2是外控外泄的液控单向阀，组合后作液压锁用。根据经验，基本排除了阀台、管线和液压缸泄漏的可能，初步判断故障的原因可能发生在前置阀块上，而且是阀5、阀6处于关闭状态造成的。处理措施是对p6、p5予以调整，使得p6约为1.25p5。

某炼铁厂1号750m³高炉全液压SGXP-240泥炮使用初期，液压故障主要是转炮回转机构不动作和堵铁口时间过长。该泥炮的组成及工作原理参见本书7.1.2节。

1.转炮回转机构不动作故障的诊断与分析

转炮回转缸液压控制原理如图13-1所示。其中，阀1和阀2是外控外泄的液控单向阀，组合后作液压锁用。该泥炮系统安装调试时，在系统压力正常的情况下（压力为20MPa），转炮回转机构不动作。根据经验，基本排除了阀台、管线和液压缸泄漏的可能，初步判断故障的原因可能发生在前置阀块上，而且是阀5、阀6处于关闭状态造成的。为便于分析，设定有关参数如下：

图13-1 转炮回转缸液压控制原理

1、2—液控单向阀 3、4—单向阀 5、6—溢流阀 7—液压缸

p₁——液压缸无杆腔压力（MPa）；

p₂——液压缸有杆腔压力（MPa）；

A₁——液压缸无杆腔面积（cm²）；

A₂——液压缸有杆腔面积（cm²）；

p₆——阀6弹簧开启压力（MPa）；

p₅——阀5弹簧开启压力（MPa）；

D——活塞直径，D=240mm；

d——活塞杆直径，d=180mm。

首先，用压力表对p₁和p₂进行测试，实测得p₁约为20MPa，p₂约为45MPa。由图看出，如果回转液压缸不运动，那么作用于缸活塞两侧的力必然相等，即

p₁A₁=p₂A₂

将上式简化并代入D、d数值，得

p₂=D²/（D²-d²）×p₁=2.28p₁

实测压力数据之比p₂/p₁为2.25，与上述计算结果基本相符，验证了液压缸有杆腔回油不通的分析是正确的。造成液压油无法流过顺序阀的原因是阀5、阀6的开启压力p₅、p₆调得太高，以致p₂不能打开顺序阀而造成的。处理措施是将p₅、p₆调整压力减小，直到p₂足以克服p₅和p₆。需要注意的是，一般取p₆约为1.25p₅。

2.转炮堵铁口时间过长的故障诊断与分析

该炮投入使用月余，在一次全面检修调试中，发现转炮机构回转时间大约是30s，与设计要求的小于19s相差较多。造成这一现象的主要原因如下：一是液压系统压力低；二是回转液压缸有内泄；三是顺序阀没发挥作用，液压缸有杆腔的回油从溢流阀6直接流回了油箱，使得差动增速失效。

根据上述判断，分析如下：首先，原设计系统工作压力约为27MPa是基于使用无水炮泥考虑的，目前因条件限制只能使用有水炮泥，工作负荷低，因此系统工作压力调整为20MPa已完全满足使用要求，压力低的因素可以排除；第二，现场对该液压缸进行了打压、保压试验，测试的有关数据也表明液压缸不存在内泄问题。显然，问题就出现在第三点（即差动增速失效）上。为证实为一判断，需进行计算分析，有关参数设置如下：

q——主泵流量，设计流量为130L/min；

q₂——液压缸有杆腔出油流量；

q₁——进入液压缸无杆腔流量。

根据图13-1，差动增速时，q₁=q+q₂，液压缸向右运动的速度v可表示为