60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓泵運(yùn)行優(yōu)化

摘 要：寶鋼特鋼鋼管廠2009年投產(chǎn)的60MN擴(kuò)孔機(jī)臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)液壓泵使用壽命短。在滿足生產(chǎn)工藝要求的前提下，優(yōu)化液壓泵運(yùn)行模式，改善液壓泵使用環(huán)境，延長使用壽命。

關(guān)鍵詞：60MN擴(kuò)孔機(jī)臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓泵；優(yōu)化運(yùn)行；延長使用壽命

一、60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)簡介

寶鋼特鋼鋼管廠2009年投產(chǎn)的60MN擴(kuò)孔機(jī)臥式鋼管熱擠壓機(jī)液壓系統(tǒng)動力源有：7臺動作泵，6臺供蓄能器泵，1臺控制油泵，1臺輔助動作泵，及12組活塞式蓄能器組成；集成控制閥塊主要有：BG30為7臺動作泵壓力控制集成塊，BG18為6臺供蓄能器泵壓力控制集成塊，BD20為1臺控制油泵壓力控制集成塊，BD21為1臺輔助動作泵壓力控制集成塊，BG25為12組活塞式蓄能器高壓油輸出控制集成塊；BG31為擠壓桿動作控制集成塊，BG32為擠壓芯棒動作控制集成塊，BG33為擠壓桶動作控制集成塊，及其他輔助動作控制集成塊；執(zhí)行元件主要有：1臺主缸，2臺上下側(cè)缸，2臺水平側(cè)缸，4臺擠壓桶動作缸，及其他輔助動作油缸組成。擠壓機(jī)待機(jī)時(shí)，12組活塞式蓄能器由6臺供蓄能器泵提供液壓油，蓄能器液壓油壓力提高至320Bar，壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min，液壓泵始終保持320Bar壓力下工作；擠壓機(jī)實(shí)施擠壓時(shí)，7臺動作泵，6臺供蓄能器泵及及12組活塞式蓄能器組同時(shí)提供高壓油；除擠壓動作外，其余擠壓機(jī)動作，由7臺動作泵根據(jù)設(shè)定要求提供液壓油。

二、使用過程中出現(xiàn)擠壓機(jī)液壓泵損壞頻繁的問題

擠壓機(jī)投入使用后，多次發(fā)生為12組活塞式蓄能器提供高壓液壓油的6臺液壓泵損壞，液壓泵損壞后產(chǎn)生的金屬顆粒進(jìn)入液壓系統(tǒng)，嚴(yán)重影響液壓系統(tǒng)的安全運(yùn)行，被迫停產(chǎn)檢修，更換液壓泵，清潔液壓系統(tǒng)。

三、擠壓機(jī)液壓泵損壞頻繁的問題產(chǎn)生原因簡析

經(jīng)觀察發(fā)現(xiàn)，擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí)，12組活塞式蓄能器由6臺供蓄能器泵提供液壓油，蓄能器液壓油壓力提高至320Bar，壓力控制液壓泵輸出流量降至接近0L/min，液壓泵始終保持320Bar壓力下工作。此時(shí)液壓泵在高壓狀態(tài)下處于極小流量輸出，液壓泵發(fā)熱高，輸出流量小，散熱條件差，液壓泵處于極惡劣的工況下運(yùn)行，易造成液壓泵組損壞。

四、優(yōu)化優(yōu)化液壓泵模式，改善運(yùn)行環(huán)境

為改變擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí)，液壓泵在高壓狀態(tài)下處于極小流量輸出，液壓泵發(fā)熱高，輸出流量小，散熱條件差，液壓泵處于極惡劣的工況下運(yùn)行的狀態(tài)。經(jīng)對該液壓系統(tǒng)分析，擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí)擬采用設(shè)定液壓壓力于315Bar至305Bar，即液壓壓力達(dá)315Bar時(shí)，液壓泵處于卸荷狀態(tài)；液壓壓力泄漏降至305Bar時(shí)，液壓泵建立高壓，為蓄能器供油；液壓壓力升至315Bar時(shí)，液壓泵再次處于卸荷狀態(tài)。

五、理論計(jì)算，優(yōu)化運(yùn)行能否生產(chǎn)需要

60MN臥式鋼管熱擠壓機(jī)主要相關(guān)參數(shù)：操作壓力為270Bar至300Bar，擠壓坯料最長為1300mm，擠壓主缸直徑為1270mm，上下側(cè)缸直徑為500mm，水平側(cè)缸直徑為500mm，活塞式蓄能器氣包容積為3600L，活塞容積為745L，蓄能器氣體壓力高于260Bar，擠壓過程中氣體溫度不變。

由上述條件可計(jì)算，擠壓機(jī)采用最高壓力，擠壓最長坯料，即擠壓機(jī)擠壓一次需要最多的高壓液壓油的容積為：

根據(jù)理想氣體阿伏加德定理：

因擠壓過程中氣體溫度不變，即P1*V1=P2*V2

擠壓過程中操作壓力為270Bar至300Bar，12組活塞式蓄能器可提供高壓液壓油容積為：

V=12*（260/270*（3600+745）-260/300*（3600+745））=5020.9（L）

通過計(jì)算可得出，12組活塞式蓄能器有能力為擠壓過程提供足夠的高壓液壓油。

六、通過優(yōu)化計(jì)算機(jī)控制程序，調(diào)整液壓泵運(yùn)行模式

通過修改計(jì)算機(jī)控制程序，擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí)設(shè)定液壓壓力于315Bar至305Bar，即液壓壓力達(dá)315Bar時(shí)，液壓泵處于卸荷狀態(tài)；液壓壓力泄漏降到305Bar時(shí)，液壓泵建立高壓，為蓄能器供油。優(yōu)化液壓泵運(yùn)行模式后，擠壓機(jī)處于待機(jī)時(shí)蓄能器液壓壓力曲線見下圖，液壓泵消除了在高壓狀態(tài)下處于極小流量輸出的狀態(tài)，液壓泵運(yùn)行工況明顯改善，使用壽命得以明顯延長。

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作者簡介：周強(qiáng)（1966-），男，上海人，本科，高級工程師，研究方向：冶金機(jī)械設(shè)備技術(shù)。