加设蓄能器改善液压冲击减少事故率

摘要：唐山不锈钢1580热轧生产线钢卷运输设备由于冲击力较大，造成设备事故率较高，从而影响生产。针对这一问题，我们对该系统的液压传动部分进行液压技术改造。在原有的系统中增设蓄能器组，以减小系统运行过程中产生的压力冲击，通过改造收到很好的效果。

一、液压的发展概况

液压传动相对于机械传动来说是一门新技术，近代液压传动在工业上的真正推广使用只是二十世纪中叶以后的事。至于它和微电子技术紧密结合，得以在尽可能小的空间内传递出尽可能大的功率，并加以精确控制，更事近20年内出现的事情，如今，液压传动技术应用于各种设备中。它取代了大批机械传动机构，并能实现全面的自动化控制。

二、改造内容论述

唐山不锈钢1580热轧生产线共有5个运输步进梁，其升降和平移动作都是由液压缸带动机械设备来实现的。由于3号步进梁承载的重量最大，动作最频繁，出现的设备问题也最为严重。下面就以3号梁为例，对我们的技术改造进行探讨。

3号步进梁结构如（图1-1）所示。其工作原理：步进梁升降由液压缸带动偏心轮实现，横移液压缸伸缩实现步进。步进梁在低位等待位后退1650mm抬升承接钢卷,高位前进3300mm至固定鞍座上,下降放钢卷,低位复位至等待位（打捆机在低位等待位打捆）。步进梁上设有称重装置称量钢卷重量，喷印机对钢卷喷号。

3号步进梁有8个卷位，其设计承载最大重量为212t。在运动过程中会产生很大的动量和惯性。为了减小运输钢卷过程中由此产生的冲击，并能平稳的接卷、放卷，设计上将升降和平移运动分为慢速启动--快速前进--减速停止，此过程由液压比例系统来实现。启动和停止的过程越平稳，设备受到的冲击力就越小。但为了满足生产节奏，步进梁的运动周期不能太大，这就限制了启动和停止时的调速时间，在步进梁运动过程中不能很好地减小冲击。液压缸的突然启动和被制动所产生的液压冲击也非常大。

3号步进梁的升降液压缸在使用了3个月后就出现了內泄现象；步进梁的横移托架因冲击过大而断裂。为此我们准备对步进梁的液压系统进行改造。根据现场的实际情况我们发现运输线的液压设备比较多，其中包括：横移小车行走马达、1#步进梁、钢卷升降缸、2#、3#、4#、5#步进梁、检查线的钢卷小车马达，钢卷小车升降缸、开卷托辊马达，压辊缸、喂料辊马达、液压剪、辊道台架横移缸。以上的所有液压缸和所有的行走马达的压力源都是由一个液压泵站供给。液压站的主泵是采用7用一备，主站内设一组50L×6蓄能器装置，可是由于连接阀台的管路较长较多，再加上所有的步进梁在不停地作着相同的动作，并且每个步进梁的液压缸都较大，在多个动作同时进行时会导致系统压力大范围的波动，造成系统的不稳定，对设备造成了较大的冲击，从而加速了也加速了设备的老化进程。

根据以上情况，我们得出一个结论，那就是没考虑到实际中的管路太长这一情况，所以他设计的蓄能器能力远远不够，为此，我们确定在步进梁阀台附近加设蓄能器。以起到在最大限度内减少液压冲击。

蓄能器是一种储存液体压力能，并能在需要时把它释放出来的能量储存装置

（1） 贮存能量，减少油泵的传动功率

实现周期性循环动作的液压系统，在系统不需要大量油液时，可以把液压泵输出的多余压力油液存储在蓄能器内，到需要时再由蓄能器快速释放给系统。这样就可以选用流量等于循环周期内平均流量较小的液压泵，以减小电机功率消耗，降低系统温升。

（2）维持系统压力：

在液压泵停止向系统提供油液情况下，蓄能器能把存储的压力油液供给系统，保持系统压力、补偿系统泄露。此外在停电或油泵发生故障时充当应急能源使系统在一段时间内维持系统压力，避免停电或系统发生故障时油源突然中断所照成机件损坏

（3）减小液压冲击或压力脉动

蓄能器能吸收系统在液压泵突然启动或停止，液压阀的突然关闭或开启、液压缸突然运动或停止时所出现的液压冲击，也能吸收液压泵工作时的压力脉动，大大减小其幅值。

根据蓄能器每个种类的特点，我们选择了皮囊式蓄能器。并结合蓄能器起辅助动力源、吸收泵的脉动、吸收冲击作用时的计算结果，得出以下结论：

加设5组50L×4蓄能器，每组分别设在1~5号步进梁的阀台处。该系统设计压力为160bar ,  蓄能器的充氮压力为100bar。 增加蓄能器后的系统原理图如（图1-2）所示

该系统在2008年9月改造完成至今，设备运行稳定，设备冲击明显减小，液压冲击及系统压力的波动也明显降低，事故率明显下降。

三、技术总结   

综上所述，简简单单的几组蓄能器能将我们的系统进一步优化，不仅给我们的工艺操作带来了方便，更使的我们设备的事故率大大的降低，从而使我们成品的产量大大增加。