500t残极破碎机液压系统的改进

栏目:教育 来源:晋江新闻网 时间:2022-01-14

500t残极破碎机液压系统的改进

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500t残极破碎机液压系统的改进来源:中国五金商机日期:中国铝业某公司炭素厂500 t残极破碎机是电解铝用阳极生产中的重要设备之一,其作用是将阳极生产中的残次阳极块破碎后,

中国铝业某公司炭素厂500 t残极破碎机是电解铝用阳极生产中的重要设备之一,其作用是将阳极生产中的残次阳极块破碎后,

0、引言

    中国铝业某公司炭素厂500 t残极破碎机是电解铝用阳极生产中的重要设备之一,其作用是将阳极生产中的残次阳极块破碎后,与阳极原料混合后再次利用。此设备的生产能力、工作稳定性和运行可靠性对阳极生产起重要作用。自500 t残极破碎机安装后,一直未达到设计能力,主要问题包括:主缸加压无力,速度过慢,甚至不能破碎阳极块;辅助缸回程速度慢,曾发生由于主缸不能退回而造成设备停用事件。遂对该破碎机的原液压系统进行分析,提出改进措施,并按最低成本的原则对原系统进行了部分改进。

1、500 t残极破碎机液压系统组成、特点及工作原理

1.1液压系统的组成

500 t残极破碎机液压系统主要由液压站、轨道及其润滑系统、主缸、充液阀、油缸、管路和电气控制系统等组成,其中液压站由箱体、泵机组和阀组等组成(见图1),泵机组由两台柱塞泵和两台四极电机组成;电气控制箱体由操作台和控制柜等组成,电气系统采用PLC控制。

1.2液压系统的特点

    500 t残极破碎机液压系统性能稳定可靠,工作寿命长;共配置两台柱塞泵,一备一用,亦可两台泵同时工作;油泵采用Parker生产的定量柱塞泵,噪音小,工作性能稳定;便用寿命将比传统的齿轮泵提高二倍以上。阀件全部采用Parker原装叠加阀,集中安装,体积小,外观整齐,钢管采用精密无缝钢管,油管接口该批制品即为不合格品少,泄漏点少。

1.3原液压系统工作原理

破碎机

    图2所示为500t残极破碎机的部分液压系统原理图。主控制回路为插装阀结构,两台手动变量泵为系统供油,由插装溢流阀实现两级压力控制(辅助缸快进和快退为低压,主缸加压破碎和多曲线对照为高压)。主缸为单作用柱塞缸,辅助缸为双作用活塞缸,采用分流集流阀,实现两缸的同步运动,并带动主缸快进和快退;主缸与辅助缸一起实现加压破碎。充液阀由双作用活塞缸控制开启与关闭,实现主缸快进时的充液与快退时向油箱排液。充液阀开启与关闭的动作由一级叠加阀控制,控制压力取自主控制回路。其中充液阀的作用是利用其内部的活塞杆开启阀口,从而保证侧缸在快速前进或后退时,主油缸随之从油箱里大量吸油或排油。当活塞杆下降、关闭阀口时,压力油顺利通过充液阀进入主油缸,推动主柱塞进行破碎工作。为消除油缸和流液阀中的气体,在充液阀顶部装有排气阀。

破碎机

    破碎机的自动循环动作通过PLC来控制。

2、问题与故障分析

    500t残极破碎机原有液压系统部件陈旧老化,压力不稳定,速度慢,泄漏严重,液压阀个体较大、笨重,液压阀为板式连接,给维护检修带来极大不便,且工作效率低,自动化程度低。破碎一块废阳极需用时7~8 min。

    (1)主缸加压无力,经分析,速度过慢的原因为在快迸转加压过程中,由于主油路瞬间失压,导致控制油路无压,造成充液阀不能完全关闭所致。因为加压时充液阀必须完全关闭,才能保证主缸中建立起与负载对应的压力,而当充液阀不能完全关闭时,将造成液压泵供油中的一部分经充液阀返回油箱,主缸速度必然过慢;自然无法建立起足够的压力,导致不能破碎阳极块。

    (2)辅助缸回程速度慢,主要原因是充液阀不能完全开启,主缸回油不畅;主缸不能退回的原因是充液阀没有开启,主缸无法排油。

3、故障排除和系统改进

    原系统设计中控制充液阀动作的控制油路压力取自主油路,主油路中油压力的变化将直接影响控制油路的压力。为排除故障,采用了最简单的办法,即调整PLC程序,在快进转加压的过程中,将控制主缸加压的插装阀之先导电磁阀延迟几秒钟开启,待控制压力使充液阀关闭后再开启插装阀。经几次试验,最终确定推迟2s即可达到正常加压、破碎阳极块的目的。

    同样,辅助缸回程的转换时间点延迟进行,待控制压力使充液阀完全开启后,再开启插装阀,使辅助快速退回。但在采取上述措施后,系统仍存在辅助缸回程速度较慢的问题。

    为了彻底解决问题,对原系统进行如下改进:在控制油路中加设蓄能器,以维持控制油路的压力,保证充液阀的正常动作(完全开启或关闭)。

从最低成本的原则出发,在叠加阀组中增加一叠加块,引出旁通油路与蓄能器(工作体积为11)相连(见图3)。

破碎机

    液压系统改进后,当主油路压力升高时,蓄能器可以蓄压,当主油路压力降低时,蓄能器维持控制油路的压力使之不致丧失,从而保证了充液阀的完全开启或关闭。将改进后的系统安装使用后,取得了预期的效果。快进、加压、快退工况转换正确,辅助缸回程速度明显加快,提高了生产效率。现已正常运行4个月,解决了长期困扰炭素厂残极积压的问题。

    改进前后液压系统的主要技术参数:

    工作压力    15 MPa

    额定压力  42 MPa

    工作流量  (单泵)163 L/min

    泵转速  1480 r/m/n

    供料缸在单泵工作时工作参数:

    前进时速度v进=200 mm/s

    流量Q进=141 Umin

    后退时  速度v退=200 mm/s

    流量Q退=99 Umin

 由于没有基本检测仪器保养保护意识   推料缸在单泵工作时工作参数:

    前进时速度v进=300 mm/s

    流量Q进=220 L/min

    后退时速度V退=300 mm/s

    流量Q退=152 L/min

    副油缸尾部采用球铰结构;在单泵工作时工作参数:

    前进时速度v进=300 mm/s

    流量Q进=141 L/min

    后退时速度V退=300 mm/s

    流量Q退=99 L/min

4、结论

    在500 t残极破碎机液压系统的改造过程中,使用了国产蓄能器和液压阀等液压元件,全部改造费用不到一万元。改造内容包括使用了充液阀,更新了滑道及增加滑道的自动润滑装置,同时增加了该设备的自动冷却装置,大大提高了液压系统的使用性能,解决了原生产中存在的诸多问题,使该破碎机破碎时间减少为4 min/块,效果良好。目前该液压系统工作正常。

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