技術丨關於宇部原理液壓系統的原理分析及常見問題處理辦法

水泥備件網 發佈 2022-07-01T02:27:39.489919+00:00

01液壓原理介紹本液壓系統大概包括了九部分。分別是:1、電機及高壓泵;2、高壓過濾器;3、系統溢流閥;4、無杆腔安全閥;5、主換向閥及液壓鎖+雙液控單向閥+ 雙單向節流閥部分;6、有杆腔安全閥;7、有杆腔調壓閥/平衡閥部分;8、下腔液控單向閥及控制閥部分;9、油缸部分。

01

液壓原理介紹



本液壓系統大概包括了九部分。分別是:1、電機及高壓泵;2、高壓過濾器;3、系統溢流閥;4、無杆腔安全閥;5、主換向閥及液壓鎖+雙液控單向閥+ 雙單向節流閥部分;6、有杆腔安全閥;7、有杆腔調壓閥/平衡閥部分;8、下腔液控單向閥及控制閥部分;9、油缸部分。


02

各部分功能簡要闡述


1、電機及高壓泵:給工作介質(抗磨液壓油 46# HM-46 或 VG-46)提供動力和壓力,使油缸能達到設定壓力下正常工作;


2、高壓過濾器:粗過濾油泵出油。因為壓力高,避免堵塞後沒有及時


更換造成油泵負荷超高、堵轉電機或者油泵外殼裂開等問題。一般選用過濾精度為 20 微米以下(≤20 微米);濾芯只能起到粗略過濾雜質,無法起到精過濾作用;


3、系統溢流閥:主要保護油站油泵的安全(額定)工作壓力,防止油泵壓力過高情況下油泵外殼可能裂開或電機堵轉損壞;屬於系統保護閥或者叫系統安全閥;


4、無杆腔安全閥/溢流閥:主要限制下腔抬輥的最大工作壓力。防止抬輥壓力過高,磨輥升速過大引起的慣量過大,磨輥止動需要的力大。可能會出現撞擊機架機械限位的聲音。它主要起抬輥安全保護作用, 所以叫下腔安全閥;


5、主換向閥一般為三位四通閥(YV1 和 YV2 及電液動換向閥 H 型閥。


中位機能有M 型、H 型、O 型圈、Y 型等)。圖示為 H 型,中位機能為油泵處於卸負荷狀態,即 A、B 腔卸負荷。液控單向閥關閉、節流單向閥的單向閥也關閉。如果使用液壓鎖(雙液控單向閥、雙單向節流閥),需要考慮中位泄壓功能,液壓鎖泄壓關閉的問題(保壓需要)。雙單向節流閥,控制主閥兩腔至油缸的上下腔油流量速度。


① 如果沒有液壓鎖時:主閥可以選型 Y 型或者O 型換向閥。考慮輥較重下落速度過快時慣性大,一般都是考慮加載落輥的速度稍慢,有杆腔(YV1 一側)的進油節流閥開關到較小為宜。但是過小會影響落輥的時候磨機震動;抬輥一腔的開度一般開度較大, 保證抬輥速度相對快一些。同樣考慮大重量輥子的重量大,停止需要的慣性(慣量)也大,因此有杆腔開度也不能太大,避免撞擊機架機械限位造成損壞等不安全因素。一般開度 75-85%左右為宜。具體可根據實際需要來調節雙單向節流閥的開度來控制。


② 如果有液壓鎖。需要主閥失電後雙液控單向閥泄壓關閉的需要。一般可以選型 H 型閥。考慮節流閥開度過大時候造成另一腔的壓力過低,另一腔的單向閥無法打開。例如:落輥的時候,整體壓力上升慢,無杆腔的液控單向閥開啟速度慢,此時下腔的大液控單向閥開啟速度也因此受到影響。


輥已落到物料上但下腔壓力無法卸掉引起輥落的速度過慢;此時料層不穩定,磨機和管道的震動加大;反過來抬輥的時候也有一段時間震動。一旦壓力起來了和料層穩定了,震動消失。因此要調整雙單向節流閥的開度,使下腔的液控單向閥開啟速度要快。建議開度不易過大為宜。實際根據需要來進行調節。


6、有杆腔溢流閥:保證上腔加載的最大工作研磨壓力小於或者等於系統設定最大壓力。一般也做安全閥用;可以根據實際需要的壓力, 靈活調整。建議有杆腔壓力設置值和系統壓力有 1-2MPa 的梯度。


7、有杆腔調壓閥或叫平衡閥(YV3 和控制的液控單向閥、帶手柄的節流截止閥)。當有杆腔壓力高於中控設定壓力的時候,電磁閥得電, 閥自動開啟泄壓到預設值,例如≥+0.5MPa 的時候泵停止。當壓力降低-0.5MPa 時,系統油泵自動開始啟動,給失去壓力一腔補壓,直到≥+0.5MPa 為止。(備註:這個壓力區間,一般在正常的情況下為1MPa,如果過大,造成壓力波動大,研磨壓力不穩定,負值過低影響物料的粒度,進而影響產量;正值過高,料層不穩定和回料增加,影響磨機的平穩性。)負值過大,粒度達不到要求。


8、下腔液控單向閥及控制閥(YV4 和 5、充液閥或插裝閥)。在加載研磨的時候,下腔的液控單向閥處於彈簧壓死關閉的狀態。閥為開啟狀態。此時下腔的液壓油處於一種無壓自由狀態(需要注意油站管道布置施工的時候坡度差值不能太大,否則造成下腔管道液壓油全部回到油箱使抬輥時間過長的情況)。下腔油的能量的釋放,通過管道和油箱來完成。一旦充液閥或者插裝閥狀態不穩開啟不好,下腔管道會劇烈震動。


同時會影響磨機的穩定性,造成下腔管道震動, 進而引起壓力不穩定造成磨輥震動加劇,表現出來是:油缸伸縮的頻率和幅度均增加,那麼來回釋放和需要補充的油的量就增加。過大的頻率和幅度會造成管道裡面暫時形成負壓,本應開啟的菌型閥的彈簧被壓縮吸合。此時液壓系統震動更加劇烈、磨機震動也加劇。


直到油泵啟動後,菌閥被泵壓衝擊開後問題消失。一旦充液閥的先導閥得電後閥芯移動,彈簧壓力推動充液閥或者插裝閥的閥芯移動使閥關閉。失電後先導閥的自鎖裝置鎖定閥芯位置,直到另一側的電磁閥得電後推動閥芯動作,閥芯的位置和狀態才改變。充液閥在使用時候有常開的也有常閉的。


9、油缸部分:給磨輥加載壓力或者抬輥等動作的執行者。


03

常見問題


1、上腔不上壓,落不下輥


它可能存在的因素:①、系統溢流閥失效;②、上腔安全閥失效;③、主換向閥卡塞。處於中位機能。④、YV3 電磁閥控制的液控單向閥卡塞泄壓。⑤、下腔不泄壓。


辦法:逐一排查系統溢流閥、主換向閥和上腔的安全閥、液控單向閥。當然可以做抬輥動作,如果壓力上升正常,輥子可以抬起來, 說明主換向閥的問題可能沒有,泵及主溢流閥的問題可能沒有。


重點排查上腔的安全閥閥芯完好和彈簧、限位等是否正常。下腔不泄壓,可以觀察出壓力不下降的情況,比較好發現。清洗 YV4 和 YV5 所在的閥來解決。


2、下腔不上壓,抬不起輥


它可能存在的因素:①、系統溢流閥失效;②、下腔安全閥失效;③、主換向閥卡塞。處於中位機能。④、下腔的液控單向閥的先導閥卡塞(YV4 和 YV5 所在閥),造成液控單向閥不關閉或者關不嚴。⑤、上腔不泄壓。


辦法:逐一排查系統溢流閥、主換向閥和下腔的安全閥、液控單向閥的先導閥。當然可以做加載動作,如果壓力上升正常,輥子可以落在料層上,而且壓力上升正常,說明主換向閥的問題可能沒有, 泵及主溢流閥的問題可能沒有。


重點排查下腔的安全閥閥芯完好和彈簧、限位等是否正常。上腔壓力不降低的情況,一般可以觀察發現,直接清洗上腔平衡閥。


3、上腔不泄壓,自重落輥後,抬輥也不上壓


它可能存在的因素:①、系統溢流閥失效;②、主換向閥卡塞。處於中位機能。③、上腔的 YV3 和液控單向閥卡塞;④、下腔的液控單向閥及先導閥YV4 和 YV5。⑤、上、下腔都泄壓不好。


辦法:逐一排查系統溢流閥、主換向閥上、下腔的安全閥。注意拆卸清洗,如果閥芯研磨厲害的情況,需要更換新的備件。


另外,閥的組合墊是否安放和完好,需要注意。拆卸清洗後,按照上面兩種辦法逐一試驗。上下腔的先導閥逐一拆卸,清洗和查看閥芯情況。


4、上腔不泄壓、下腔壓力上升正常。兩腔壓力都增加、抬輥速度極慢、磨機震動劇烈甚至跳停


此情況會表現出來兩腔壓力都長。甚至一樣平齊。輥升的極其慢。磨機震動劇烈。甚至跳停。


可能情況:


①、主換向閥換向不好,兩腔都進入高壓油,但是速度極慢。


②、YV3 電磁閥卡塞,先導油無法打開其控制的液控單向閥;


③、液控單向閥卡塞,無法正常開啟;


④、帶手柄的節流截止閥關死,有杆腔回油箱的油無法泄壓回油箱, 造成上腔憋壓。要抬輥,下腔必然要提升壓力才能抬起來。速度極慢且此時磨機震動劇烈,往往易造成震動超標保護跳停現象。


⑤、油缸有內串/內泄漏的可能。


⑥、有快速抬輥閥組的系統,可能快速抬輥閥組有內漏或者插裝閥關不嚴的情況存在。


辦法:重點排查 YV3 電磁閥的閥芯研磨情況;它控制的液控單向閥的情況,是否完好。阻尼是否有劃痕和歸位是否靈位等。彈簧是否有效;帶手柄的節流截止閥的開度是否達到 85%左右。排查油缸有無內漏的情況;排查插裝閥組有沒有插裝閥關不嚴的情況。


04

壓力調節(站內調試方法)


1、系統壓力。關閉油缸的上下腔管道的高壓球閥(一般都會設置的),擰緊上下腔的安全閥。鬆開系統溢流閥的閥杆到松的狀態。


檢查確認閥台上的各個回油管道的球閥處於開啟狀態。啟動油泵,如果主換向閥是中位機能油泄負荷功能,需要換向。比如做一個抬輥的指令的動作的電磁閥得電即可。


逐步擰緊系統溢流閥的閥杆,提升壓力到系統圖紙規定的值。注意不易擰的過快,避免電機和泵超負荷和超壓。停泵一次,重新啟動,如果壓力不變化,認為調整好了。擰上閥杆的鎖緊螺母即可。


2、上腔壓力。在調試完系統壓力後,主閥換向,讓加載動作的閥得電,觀察上腔壓力。逐步鬆開上腔安全閥的閥杆。直到壓力比系統壓力低 1-2MPa 為宜。


停泵後,重新開啟換向閥,做落輥加壓指令(可以中控配合和機旁控制柜上安排人配合),觀察壓力跟設定值是否一致。如果一致,認為有杆腔壓力已調整好。反之,重新再調。


3、下腔壓力。調整完上腔的加載壓力後,做抬輥動作讓主閥換向,然後鬆開下腔安全閥的閥杆。一般下腔抬輥的壓力不宜設定過高。


一般設定為 5-7MPa 為宜(備註:對安全閥的可靠性要求極高,無論國內外的品牌,目前做的好的不多,所以一般兩腔的安全閥都關閉, 只用系統溢流閥運行)。


以上三步一般可以調整好系統、加載和抬輥的壓力。調試完畢後,打開油站出口,油缸上下腔的高壓球閥,備妥中控操作試驗。


上述辦法中的上下腔的壓力為「大調小」。也可以「小調大」。例如:調上腔的加載壓力的時候,先鬆開閥杆,然後主閥換向到加載模式, 然後起泵,逐步擰緊閥杆到需要的值為止。兩種方法都可以,相對而言,由小到大的方法相對安全一些。


05

液壓系統的維護和建議


液壓系統的故障,絕大部分(≥85%)的情況是因為油髒造成的。油髒分為顆粒物雜質引起的髒和水分引起的黏度降低。


1、顆粒物雜質。除去前期的安裝不到位外,後期的影響主要來自油缸的活塞杆和導套、活塞和缸筒之間金屬及密封等的研磨損耗,而進入液壓油。外在現象:液壓油顏色逐漸變化。一般為:淺黃、黃、淺黑、黑色。


辦法:①、安裝前期大顆粒的影響,設置進出油過濾器。②、周期性的更換濾芯、③、定期使用高精度的濾油機過濾和清洗油箱底部、吹掃油缸和清洗管道等辦法來做定期的液壓油的保養。否則需要使用高精度(5 微米以上)更換新油過濾到油箱。


2、水分。隨著氣候變化和空氣濕度的變化。液壓油的溫度一般為 35-45 度之間。油箱的未注滿油的空間的空氣因為熱油麵形成熱交換場所。空氣的水分進入油箱。隨著油泵的吸油過濾器和泵攪拌,水分被充分混合進液壓油。


隨著時間增加和水分的增加,液壓油的黏度逐步降低,液壓閥的保壓和液壓油的潤滑效果降低。造成泵閥和油缸的磨損加劇,縮短壽命。提高了更換的頻率,增加了成本。當油站靜止後,會發現分層現象。


具體細節表現為:拆卸檢修油缸的時候,發現缸筒底部有浮鏽、油站油箱底部有鏽蝕的情況。


辦法:定期使用高真空濾油機,除水和除雜質。對液壓有進行保養和維護。


3、目前行業狀態。


絕大部分用戶知道顆粒物影響。因為看得見高壓過濾器的閥芯堵塞報警、油箱的液壓油的色澤的變化。一般會按時更換或過濾液壓油;但是很


少有用戶知道或者重視水分影響黏度的問題。尤其南方,雨水充分和悶熱天氣多的地方,進水速度遠大於北方。因此建議:南方三個月內就除水保養一次。北方夏秋季節四個月內除水一次,其餘季節 5-6 個月一次除水。跟蹤辦法:取樣去質檢中心,化驗顆粒物和黏度等做清潔度檢測能較好的了解油的品質。


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