重载提升台液压系统分析

祝家兴 徐旭

摘 要：介绍了某钢厂热轧生产线成品库重载提升台液压系统的工作原理，并对该系统工作过程中出现的故障进行了分析，进一步提出了改进的技术方案。提高系统的安全性和可靠性。

关键词：同步;比例阀;平衡阀

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.048

0 引言

某钢厂1580mm热轧生产线成品库重载提升台的升降采用液压系统进行控制。重载提升台是用于热轧厂钢卷成品运输线上的举升设备。它由两只油缸同步举起装有钢卷的提升台，提升台上装有传输辊道，用于将装在钢卷托盘上的钢卷连同托盘一起输送至成品收集辊道。重载提升台的升降通过2个油缸同步动作进行，油缸的动作包括上升、停止、下降三个动作。液压系统的可靠性对重载提升台正常工作至关重要。本文对重载提升台液压系统在生产中出现的故障进行分析，针对其运行和维护中存在的问题，提出改造方案，达到提高液压系统可靠性的目的。

1 工作原理简介

重载提升台由2个比例阀（4WRDE25W1-220L）控制油缸同步升降，比例阀进口叠加1个压力补偿器用以确保比例阀的动态特性不受偏载影响，油缸竖直安装，油缸下端无杆腔油口串接1个平衡阀，平衡阀控制油接油缸上端有杆腔回路。上升时1#、2#油缸无杆腔进压力油，有杆腔液压油通过比例阀返回油箱，此时平衡阀阀芯处于单向阀位;下降时1#、2#油缸有杆腔进压力油，无杆腔液压油通过比例阀返回油箱，此时平衡阀阀芯受有杆腔压力油控制处于节流阀位。

重载提升台上升时，1DT（1#油缸比例阀）、2DT（2#油缸比例阀）同时供电分别控制2个油缸动作，信号给定正给定值则主级液流通过比例阀（4WRDE25W1-220L）P至A、B至T，油缸活塞杆伸出，提升台上升;信号给定负给定值则主级液流通过比例阀P至B、A至T，油缸活塞杆缩回，提升台下降。通过油缸内置位移传感器反馈信号进行对比，调整比例方向阀给定信号控制比例方向阀阀芯位置用以控制2个油缸液压油流速，达到控制2个油缸运行中同步精度（相对位置误差）的要求。

平衡阀在该系统中可实现两个功能：一是在液压系统中用来防止负载引起液压缸“失控”;二是用作防破裂阀。

2 系统故障分析

重载提升台液压系统在运行过程中经常发生的故障现象为：升降缸在上升到停止位后，接收工艺讯号停止，此时提升台无法长时停留在停止位，会下滑一段距离约5-10mm。此时光电开关就会丢失信号，下道工序无法开始。导致该故障的原因为比例阀选型问题，该系统比例方向阀（4WRDE25W1-220L）其阀芯W1在中位时A口至T口以及B口至T口约有相当于额定过流面积3%的流通面积。即当油缸上升至停止位時，比例方向阀切换至中位，此时比例阀A至T未完全关闭，并且由于阻尼的存在致使A口至平衡阀段管路中的压力无法得到迅速释放，平衡阀的单向阀尚未完全关闭，因此在负载的作用下油缸会下降一段行程。当A口至平衡阀段管路中压力释放完毕，平衡阀的单向阀才能完全关闭，油缸真正停止。

重载提升台液压系统存在安全隐患。当比例阀控制电缆意外切断时，此时人工无法及时关闭主油路高压球阀，而重载提升台由2个油缸驱动同步，非刚性结构连接，由于比例阀本身制造误差的存在以及该系统比例阀选型的特点会造成一种极端状况：即有可能1#油缸的比例阀出现P至A未完全关闭，2#油缸的比例阀主阀芯返回至中位或者P至B未完全关闭，此时1#油缸会快速上升2#油缸保持静止或缓慢下降。这种状况一旦出现，重载提升台设备本体会遭受严重损坏。

3 技术改造方案

针对故障分析中出现的问题，对重载提升台液压系统进行改造如下：将2个油缸的平衡阀控制油路并联，增加电磁换向阀单独控制，重载提升台下降时，3DT（电磁换向阀）得电;重载提升台上升时，3DT失电;系统突然断电时，电磁换向阀阀芯处于弹簧位，平衡阀控制油路压力油通过电磁换向阀A至T返回油箱，确保平衡阀的防破裂阀功能。

针对系统安全隐患，对比例阀重新进行选型，型号为4WRDE…-5X/…WG152带有夹层板式方向阀（WG152）。夹层板式方向阀用于主级对中，此时当比例阀控制电缆意外切断时，WG152电磁铁失电，比例方向阀的主阀在弹簧的作用下对中，保持油缸停止无动作，安全可靠。

4 结论

重载提升台液压系统改造后，平衡阀控制油路单独回路由电磁换向阀控制，保证重载提升台收到停止型号后准确停位并可长时间保持位置不会下滑，同时也能够实现了平衡阀的固有功能;比例方向阀的重新选型提高了设备的安全性和可靠性，避免了在设备停机检修时，由于误操作等紧急断电情况导致比例阀主阀芯无法准确回至中位而引起2个油缸出现相反的动作造成设备受损。

参考文献：

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作者简介：祝家兴（1981-），男，朝鲜族，辽宁锦州人，本科，工程师，研究方向：液压、润滑系统设计。