60MN 卧式钢管热挤压机液压泵运行优化

60MN 卧式钢管热挤压机液压泵运行优化

周 强

上海市宝钢特钢有限公司钢管厂 上海 201900

摘 要: 宝钢特钢钢管厂 2009 年投产的 60MN 扩孔机卧式钢管热挤压机液压系统液压泵使用寿命短。在满足生产工艺要求的前提下，优化液压泵运行模式，改善液压泵使用环境，延长使用寿命。

关键词:60MN 扩孔机卧式钢管热挤压机液压泵; 优化运行; 延长使用寿命

一、60MN 卧式钢管热挤压机液压系统简介

宝钢特钢钢管厂 2009 年投产的 60MN 扩孔机卧式钢管热挤压机液压系统动力源有: 7 台动作泵，6 台供蓄能器泵，1 台控制油泵，1 台辅助动作泵，及 12 组活塞式蓄能器组成; 集成控制阀块主要有: BG30 为 7 台动作泵压力控制集成块，BG18 为 6台供蓄能器泵压力控制集成块，BD20 为 1 台控制油泵压力控制集成块，BD21 为 1 台辅助动作泵压力控制集成块，BG25 为12 组活塞式蓄能器高压油输出控制集成块; BG31 为挤压杆动作控制集成块，BG32 为挤压芯棒动作控制集成块，BG33 为挤压桶动作控制集成块，及其他辅助动作控制集成块; 执行元件主要有: 1 台主缸，2 台上下侧缸，2 台水平侧缸，4 台挤压桶动作缸，及其他辅助动作油缸组成。挤压机待机时，12 组活塞式蓄能器由 6 台供蓄能器泵提供液压油，蓄能器液压油压力提高至 320Bar，压力控制液压泵输出流量降至接近 0L/min，液压泵始终保持 320Bar 压力下工作; 挤压机实施挤压时，7 台动作泵，6 台供蓄能器泵及及 12 组活塞式蓄能器组同时提供高压油; 除挤压动作外，其余挤压机动作，由 7 台动作泵根据设定要求提供液压油。

二、使用过程中出现挤压机液压泵损坏频繁的问题挤压机投入使用后，多次发生为 12 组活塞式蓄能器提供高压液压油的 6 台液压泵损坏，液压泵损坏后产生的金属颗粒进入液压系统，严重影响液压系统的安全运行，被迫停产检修，更换液压泵，清洁液压系统。

三、挤压机液压泵损坏频繁的问题产生原因简析经观察发现，挤压机处于待机时，12 组活塞式蓄能器由 6台供蓄能器泵提供液压油，蓄能器液压油压力提高至 320Bar，压力控制液压泵输出流量降至接近 0L/min，液压泵始终保持320Bar 压力下工作。此时液压泵在高压状态下处于极小流量输出，液压泵发热高，输出流量小，散热条件差，液压泵处于极恶劣的工况下运行，易造成液压泵组损坏。

四、优化优化液压泵模式，改善运行环境为改变挤压机处于待机时，液压泵在高压状态下处于极小流量输出，液压泵发热高，输出流量小，散热条件差，液压泵处于极恶劣的工况下运行的状态。经对该液压系统分析，挤压机处于待机时拟采用设定液压压力于 315Bar 至 305Bar，即液压压力达 315Bar 时，液压泵处于卸荷状态; 液压压力泄漏降至305Bar 时，液压泵建立高压，为蓄能器供油; 液压压力升至315Bar 时，液压泵再次处于卸荷状态。

五、理论计算，优化运行能否生产需要60MN 卧式钢管热挤压机主要相关参数: 操作压力为270Bar 至 300Bar，挤压坯料zui长为 1300mm，挤压主缸直径为1270mm，上下侧缸直径为 500mm，水平侧缸直径为 500mm，活塞式蓄能器气包容积为 3600L，活塞容积为 745L，蓄能器气体压力高于 260Bar，挤压过程中气体温度不变。由上述条件可计算，挤压机采用zui高压力，挤压zui长坯料，即挤压机挤压一次需要zui多的高压液压油的容积为:V 需 =1/4 * π( D2 + 4 * d2)*L = 1/4 * π( 12． 72 + 4 * 52)*13 =2667． 7( L)根据理想气体阿伏加德定理:P1 * V1/T1 = P2 * V2/T2 = 恒量因挤压过程中气体温度不变，即 P1 * V1 = P2 * V2挤压过程中操作压力为 270Bar 至 300Bar，12 组活塞式蓄能器可提供高压液压油容积为:V =12 * ( 260/270 * ( 3600 + 745) -260/300 * ( 3600 + 745) )=5020． 9( L)通过计算可得出，12 组活塞式蓄能器有能力为挤压过程提供足够的高压液压油。

六、通过优化计算机控制程序，调整液压泵运行模式通过修改计算机控制程序，挤压机处于待机时设定液压压力于 315Bar 至 305Bar，即液压压力达 315Bar 时，液压泵处于卸荷状态; 液压压力泄漏降到305Bar 时，液压泵建立高压，为蓄能器供油。优化液压泵运行模式后，挤压机处于待机时蓄能器液压压力曲线见下图，液压泵消除了在高压状态下处于极小流量输出的状态，液压泵运行工况明显改善，使用寿命得以明显延长。优化液压泵运行模式后，挤压机处于待机时蓄能器液压压力曲线图。

参考文献:

［1］雷天觉． 液压工程手册． 北京: 机械工业出版社，1990．

［2］徐惠炳． 国外低速大扭矩液压泵． 北京: 煤炭工业出版社，1978．

［3］史纪定，等． 液压系统故障诊断与维修技术． 北京: 机械工业出版社．

［4］李中兴，等． 液压系统设备管理维护手册． 上海: 上海科学技术出版社．作者简介: 周强( 1966-) ，男，上海人，本科，工程师，研究方向: 冶金机械设备技术。

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