加設(shè)蓄能器改善液壓沖擊減少事故率

摘要：唐山不銹鋼1580熱軋生產(chǎn)線鋼卷運(yùn)輸設(shè)備由于沖擊力較大，造成設(shè)備事故率較高，從而影響生產(chǎn)。針對(duì)這一問(wèn)題，我們對(duì)該系統(tǒng)的液壓傳動(dòng)部分進(jìn)行液壓技術(shù)改造。在原有的系統(tǒng)中增設(shè)蓄能器組，以減小系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中產(chǎn)生的壓力沖擊，通過(guò)改造收到很好的效果。

一、液壓的發(fā)展概況

液壓傳動(dòng)相對(duì)于機(jī)械傳動(dòng)來(lái)說(shuō)是一門(mén)新技術(shù)，近代液壓傳動(dòng)在工業(yè)上的真正推廣使用只是二十世紀(jì)中葉以后的事。至于它和微電子技術(shù)緊密結(jié)合，得以在盡可能小的空間內(nèi)傳遞出盡可能大的功率，并加以精確控制，更事近20年內(nèi)出現(xiàn)的事情，如今，液壓傳動(dòng)技術(shù)應(yīng)用于各種設(shè)備中。它取代了大批機(jī)械傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，并能實(shí)現(xiàn)全面的自動(dòng)化控制。

二、改造內(nèi)容論述

唐山不銹鋼1580熱軋生產(chǎn)線共有5個(gè)運(yùn)輸步進(jìn)梁，其升降和平移動(dòng)作都是由液壓缸帶動(dòng)機(jī)械設(shè)備來(lái)實(shí)現(xiàn)的。由于3號(hào)步進(jìn)梁承載的重量最大，動(dòng)作最頻繁，出現(xiàn)的設(shè)備問(wèn)題也最為嚴(yán)重。下面就以3號(hào)梁為例，對(duì)我們的技術(shù)改造進(jìn)行探討。

3號(hào)步進(jìn)梁結(jié)構(gòu)如（圖1-1）所示。其工作原理：步進(jìn)梁升降由液壓缸帶動(dòng)偏心輪實(shí)現(xiàn)，橫移液壓缸伸縮實(shí)現(xiàn)步進(jìn)。步進(jìn)梁在低位等待位后退1650mm抬升承接鋼卷,高位前進(jìn)3300mm至固定鞍座上,下降放鋼卷,低位復(fù)位至等待位（打捆機(jī)在低位等待位打捆）。步進(jìn)梁上設(shè)有稱(chēng)重裝置稱(chēng)量鋼卷重量，噴印機(jī)對(duì)鋼卷噴號(hào)。

3號(hào)步進(jìn)梁有8個(gè)卷位，其設(shè)計(jì)承載最大重量為212t。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生很大的動(dòng)量和慣性。為了減小運(yùn)輸鋼卷過(guò)程中由此產(chǎn)生的沖擊，并能平穩(wěn)的接卷、放卷，設(shè)計(jì)上將升降和平移運(yùn)動(dòng)分為慢速啟動(dòng)--快速前進(jìn)--減速停止，此過(guò)程由液壓比例系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。啟動(dòng)和停止的過(guò)程越平穩(wěn)，設(shè)備受到的沖擊力就越小。但為了滿(mǎn)足生產(chǎn)節(jié)奏，步進(jìn)梁的運(yùn)動(dòng)周期不能太大，這就限制了啟動(dòng)和停止時(shí)的調(diào)速時(shí)間，在步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)過(guò)程中不能很好地減小沖擊。液壓缸的突然啟動(dòng)和被制動(dòng)所產(chǎn)生的液壓沖擊也非常大。

3號(hào)步進(jìn)梁的升降液壓缸在使用了3個(gè)月后就出現(xiàn)了內(nèi)泄現(xiàn)象；步進(jìn)梁的橫移托架因沖擊過(guò)大而斷裂。為此我們準(zhǔn)備對(duì)步進(jìn)梁的液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況我們發(fā)現(xiàn)運(yùn)輸線的液壓設(shè)備比較多，其中包括：橫移小車(chē)行走馬達(dá)、1#步進(jìn)梁、鋼卷升降缸、2#、3#、4#、5#步進(jìn)梁、檢查線的鋼卷小車(chē)馬達(dá)，鋼卷小車(chē)升降缸、開(kāi)卷托輥馬達(dá)，壓輥缸、喂料輥馬達(dá)、液壓剪、輥道臺(tái)架橫移缸。以上的所有液壓缸和所有的行走馬達(dá)的壓力源都是由一個(gè)液壓泵站供給。液壓站的主泵是采用7用一備，主站內(nèi)設(shè)一組50L×6蓄能器裝置，可是由于連接閥臺(tái)的管路較長(zhǎng)較多，再加上所有的步進(jìn)梁在不停地作著相同的動(dòng)作，并且每個(gè)步進(jìn)梁的液壓缸都較大，在多個(gè)動(dòng)作同時(shí)進(jìn)行時(shí)會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)壓力大范圍的波動(dòng)，造成系統(tǒng)的不穩(wěn)定，對(duì)設(shè)備造成了較大的沖擊，從而加速了也加速了設(shè)備的老化進(jìn)程。

根據(jù)以上情況，我們得出一個(gè)結(jié)論，那就是沒(méi)考慮到實(shí)際中的管路太長(zhǎng)這一情況，所以他設(shè)計(jì)的蓄能器能力遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，為此，我們確定在步進(jìn)梁閥臺(tái)附近加設(shè)蓄能器。以起到在最大限度內(nèi)減少液壓沖擊。

蓄能器是一種儲(chǔ)存液體壓力能，并能在需要時(shí)把它釋放出來(lái)的能量?jī)?chǔ)存裝置

（1） 貯存能量，減少油泵的傳動(dòng)功率

實(shí)現(xiàn)周期性循環(huán)動(dòng)作的液壓系統(tǒng)，在系統(tǒng)不需要大量油液時(shí)，可以把液壓泵輸出的多余壓力油液存儲(chǔ)在蓄能器內(nèi)，到需要時(shí)再由蓄能器快速釋放給系統(tǒng)。這樣就可以選用流量等于循環(huán)周期內(nèi)平均流量較小的液壓泵，以減小電機(jī)功率消耗，降低系統(tǒng)溫升。

（2）維持系統(tǒng)壓力：

在液壓泵停止向系統(tǒng)提供油液情況下，蓄能器能把存儲(chǔ)的壓力油液供給系統(tǒng)，保持系統(tǒng)壓力、補(bǔ)償系統(tǒng)泄露。此外在停電或油泵發(fā)生故障時(shí)充當(dāng)應(yīng)急能源使系統(tǒng)在一段時(shí)間內(nèi)維持系統(tǒng)壓力，避免停電或系統(tǒng)發(fā)生故障時(shí)油源突然中斷所照成機(jī)件損壞

（3）減小液壓沖擊或壓力脈動(dòng)

蓄能器能吸收系統(tǒng)在液壓泵突然啟動(dòng)或停止，液壓閥的突然關(guān)閉或開(kāi)啟、液壓缸突然運(yùn)動(dòng)或停止時(shí)所出現(xiàn)的液壓沖擊，也能吸收液壓泵工作時(shí)的壓力脈動(dòng)，大大減小其幅值。

根據(jù)蓄能器每個(gè)種類(lèi)的特點(diǎn)，我們選擇了皮囊式蓄能器。并結(jié)合蓄能器起輔助動(dòng)力源、吸收泵的脈動(dòng)、吸收沖擊作用時(shí)的計(jì)算結(jié)果，得出以下結(jié)論：

加設(shè)5組50L×4蓄能器，每組分別設(shè)在1~5號(hào)步進(jìn)梁的閥臺(tái)處。該系統(tǒng)設(shè)計(jì)壓力為160bar ,  蓄能器的充氮壓力為100bar。 增加蓄能器后的系統(tǒng)原理圖如（圖1-2）所示

該系統(tǒng)在2008年9月改造完成至今，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備沖擊明顯減小，液壓沖擊及系統(tǒng)壓力的波動(dòng)也明顯降低，事故率明顯下降。

三、技術(shù)總結(jié)   

綜上所述，簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單的幾組蓄能器能將我們的系統(tǒng)進(jìn)一步優(yōu)化，不僅給我們的工藝操作帶來(lái)了方便，更使的我們?cè)O(shè)備的事故率大大的降低，從而使我們成品的產(chǎn)量大大增加。