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TPM加热炉提升液压系统优化改造

来源:KTPM新益为 丨 发布时间:2017-11-29 丨 浏览次数:

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  型钢厂大型线的步进式加热炉采用法国斯坦因数字化燃烧技术,此技术为斯坦因公司于20世纪初研发并负责建造,设备的全部动作由液压系统优化完成,在多年的运行中,液压阀台及管路震动较大,油缸在动作时容易产生油液泄露,不仅造成了大量的液压故障停机,也造成了大量煤气能源的浪费,给生产的运行带来的成本损耗巨大。
  
  1、加热炉提升阀台故障分析
  
  当步进梁提升液压缸开始动作时,可以发现主管路及支管路的振动异常明显,故障点主要存在于系统的设计及阀台元件的选取中,通过分析,一方面原液压系统对减少液压冲击的设计较为简单,且在施工后由于工时较短,导致整个比例系统程序调试均未全部完成。另一方面,对提升阀组液压元件选取不合理,导致整个提升阀组启闭过程中,液压缸补油过程不及时造成液压冲击异常增大。
  
  2、液压系统优化改造方案
  
  2.1为了保证提升油缸的速度为一定值,在主油路中使用了比例节流阀对通往油缸的油量进行节流,即对油缸的速度进行了调节。由于比例节流作用,导致节流阀出口油路的压力降低,使得通往液压缸油路的流量瞬间减少,一定程度上产生了吸空现象,由此产生了较大的压力冲击,使得阀台及管路震动产生,因此需要对主管路中比例节流阀出口的油量进行调节,来降低液压缸提升时的瞬间冲击。
 
液压系统优化
液压系统优化
  
  通过对系统原理图进行分析,我们认为对油量有调整作用的为一个插装阀,在液压缸提升时,高压油首先通过一个带减压阀的二通插装阀,由它对管路流量进行减压,减压后的压力油通往比例节流阀,因此需要此减压阀进行改造。此二通插装阀为带减压功能的插装阀,减压阀为先导式锥阀,集成在插装阀盖板上,其主阀芯组件为插装阀用于控制盖板封闭,其作用原理为:作用于A口的压力经控制油的节流孔进入主阀芯弹簧腔,当压力地与性能极限或先导阀弹簧设定压力时,主阀芯的液压力平衡,弹簧力使主阀芯保持开启状态,因此,油液可以自由的从B口流入A口。当压力达到先导弹簧设定的压力时,主阀芯关闭,并根据压力-流量特性曲线降低A口的压力。
  
  经过研究发现,压力油经过减压阀和节流阀后,压力降低,流量减少,导致通往液压缸的流量降低,产生了一定量的吸空,由此产生了震动,究其原因,是因为压力油通过插装阀主阀芯后压力降低,而此时的压力需要补给节流阀的出口以供给液压缸流量,为此,我们对阀组进行了重新选型,为了能够给液压缸的补给流量增大,我们对插装阀的型号重新选取,主要功能改变为插装阀前补给压力,即给液压缸补油的压力和流量增大,保证了液压缸在提升时的流量。相比前一种插装阀,改造后的阀组补给流量大,由此产生的提升油量吸空也就得以消失,相应的管路震动也就减少了
  
  2.2通过对液压缸动作程序进行优化,通过增加延时,减缓油缸突然启动的时间,减少油路内的突然冲击,从而减少管路震动:步进梁以高速开始向上移动,当步进梁到达“在中间位置之前减速”时,步进梁以中等速度向上移动,直至到达“在中间位置之后加速”为止,然后步进梁以高速向上移动,当步进梁到达“在上部位置之前减速”时,步进梁以低速向上移动;步进梁以高速开始向下移动,当步进梁到达“在中间位置之前减速”时,步进梁以中等速度向下移动,一直到到达“在中间位置之后加速”为止,然后步进梁以高速向下移动,当步进梁到达“在下部位置之前减速”时,步进梁以低速向下移动。
  
  2.3主管路增加蓄能器组:在提升阀台主管路上安装一套蓄能器组,通过对压力及瞬间流量的计算安装6个皮囊式蓄能器,自投入以来,消除了液压站泵组产生的噪声与振动,有效的降低了提升动作瞬间给管路带来的衰减脉动,确保了液压缸动作时的稳定性。
  
  2.4泵组改造,降低系统压力:由于加热炉步进梁提升时瞬间动作较快,因此重点对液压站的泵组重新选取型号,将原系统中单泵的排量由140ml/rev改造为180ml/rev,可以提高瞬间泵组的流量,并且对液压站的出口压力进行调节,由原来单泵170Bar降低为130Bar,通过降低管路压力提高系统流量的方式降低管路振动。
  
  2.5系统管路减震改造:对阀台主管路进行改造,将通往阀台的两根硬管改造为软管连接,由于软管长度有一定的余量,为柔性连接,可以在很大程度上吸收系统的冲击震动,并且将接头连接形式由原来的活结式改造为SAE法兰式,起到了管路连接稳固的作用,在很大程度上减少了喷油事故。
  
  2.6加强管路固定,减少管路震动:加强管路的固定工作,更换损坏及缺失的管夹,对于动作频繁,弯头较多铺设较长的管线,在原有管夹的基础上,使用重型铝合金管夹并加数量,以获得较少的震动量。
  
  3、TPM培训公司对于液压系统优化改造后的效果总结
  
  改造项目实施以来,降低了步进梁提升阀台的冲击振动,从而减少了管路及密封的损坏,延长了油缸的主体设备的寿命,因此产生的停机时间已全部消除,不仅降低了设备维护难度,也减少了设备成本,提高了生产作业率。

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