吕英 曹少华

摘 要：4300mm厚板取样剪采用液压系统控制液压缸带动主剪刃上下运动切断钢板进行取样。由于系统压力高、主剪刃液压缸直径大，动作时系统产生的压力冲击及振动非常大。造成管路管夹振裂、管路焊缝漏油、阀台冲击大、插装阀安装工艺孔径过长致使插装阀经常损坏。同时，主剪切缸端盖密封设计不合理，在较大压力冲击情况下经常发生密封损坏而大量漏油；系统经改优化改造后，经使用后效果明显。

关键词：液压系统；取样剪；压力冲击；插装阀；端盖密封；优化改造

前言

莱钢4300mm厚板取样剪主要由钢板运输、摆动辊道、推尾、压板、主剪切、剪刃宽度调整、剪刃锁紧、止挡、料框横移等装置组成，主剪刃及压板液压缸为直径较大的机械式结构。通过运输链将钢板运输到剪切台后，压板缸带动压板装置下压将钢板压紧，主剪刃液压缸带动上剪刃垂直下降进行剪切。一般需要取样的样板宽度在20mm-40mm之间，厚度在8mm-30mm之间。该取样剪液压系统原设计压力高、剪切力大，系统在运行过程中存在一些缺陷：1）系统冲击及振动大，导致管路管夹振裂、管路焊缝漏油；2）阀台冲击大、插装阀安装工艺孔径过长致使插装阀经常损坏，同时磨损颗粒进入阀块卡阀致使系统不动作；3）主剪刃端盖密封经常损坏造成漏油，更换作业困难，工作量大。系统存在的这些缺陷严重影响取样工作的进行，且给我们的维护维修工作带来了很大困难，必须进行相应的系统优化改造。

1 、液压系统存在的缺陷

莱钢4300mm厚板取样剪液压系统由5台高压柱塞泵提供液压动力，日常工作中采用四用一备的模式、设计系统的工作压力为310Bar。主要是考虑剪刃锁紧装置所需的工作压力和主剪刃的剪切压力，其它执行元件动作所需压力均小于设计压力。但实际使用过程中，剪刃锁紧和主剪刃所需的压力根本不需要这么高。取样剪投入使用以来，在系统设定的310Bar的压力下使整个系统存在以下几个问题：

（1）、主剪刃及压板装置液压缸缸径大，液压管路直径大，动作时需要流量大，系统的压力过高导致剪切过程中压板及主剪刃动作时系统冲击及振动很大，管路接头经常出现松动、密封损坏和管路焊缝开焊而漏油。

（2）、由于系统压力高，阀块通断时承受冲击力大，经常造成压板及主剪刃装置控制阀台的流量和压力控制插装阀损坏，磨损颗粒卡阀。

（3）、主剪刃液压缸端盖采用双0型圈密封进行密封，端盖本身的直径和重量都很大，在系统较大压力冲击下经常损坏导致漏油。而端盖密封的更换作业是一项既耗时又耗力的工作，大大浪费了人力物力，而且严重影响设备的正常运行，给生产带来极大地不便。

2 、系统的优化改造

通过长时间运行发现取样剪液压系统主要的问题集中在以下三个方面：

一是系统原设计的压力过高，取样剪本身在剪切作业过程中不需要310Bar这么高的压力。可以根据生产实际情况，测试出剪切厚度最厚钢板所需的的剪切力和设备本身所需要的最大一个液压动力可以使设备所有执行元件当中需要的压力最大的某个执行元件能够正常动作。

二是压板及主剪刃液压缸动作的控制阀台的压力插装阀安装工艺孔尺寸长，插装阀安装进去后底部端面与安装工艺孔盲端还有20mm的距离，导致插装阀在受较大冲击时有径向撞击极易损坏。可以考虑将插装阀的径向 加大或加工一个工艺件放置在插装阀下部来固定插装阀的径向动作。

三是主剪刃端盖在直径和重量大且工作压力高的情况下采用单纯的0密封圈密封，存在不合理性，需要改进。可以考虑改变端盖的密封形式和使用材质更好的密封。

综上问题，我们需要从这三个方面对取样剪液压系统进行优化改造。具体优化改造情况包括如下：

第一、取样剪在生产需要的情况下，需要进行取样的厚度最厚的钢板厚度为30mm，经过现场测试，发现系统压力在220Bar时就能够满足剪切力要求，考虑样板钢结构差异，高强度的钢种所需的剪切力会大些，实践证明，240Bar的压力完全满足剪切最高强度且厚度为30mm的样板钢。另外，设备的执行元件中，剪刃锁紧松开液压缸所需要的压力最大。同样经过现场测试，更换剪刃时能够保证剪刃锁紧松开的最小压力为230Bar。所以，将液压系统原设计的310Bar压力降低至240Bar就完全可以满足取样剪的正常工作。

第二、对于压板及主剪刃液压缸动作的控制阀台的压力插装阀安装工艺孔尺寸长问题，改变工艺孔长度只能重新加工阀台，这样势必困难，且费用很大。而换用径向尺寸大的插装阀需要采购新的备件，这样也会增加备件成本。所以考虑加工一个直径与工艺孔相同、长度等于工艺孔长出尺寸的高20mm圆柱件，将圆柱件侧表面开一个圆孔与压力油进油孔相通。将此圆柱件安装在插装阀底部，再安装插装阀，这样就能够防止插装阀在工作时窜动产生撞击而损坏。

第三、主剪刃端盖密封原来采用的双0型圈密封进行密封，在端盖受到高压冲击后，0型圈表层大面积脱落损坏使0型圈失去密封性能而造成泄漏。针对这种情况，可以把端盖上的密封槽尺寸进行加工，将原来宽度为8mm的2个密封槽加大至10mm，然后在0型圈受高压冲击的一侧安装一个2mm宽的高强度材质的挡圈，这样就可以将冲击力阻挡在挡圈之前，从而起到保护0型圈的作用，延长整个密封的使用寿命。

3、应用效果

经过对取样剪液压系统的三方面改造，通过长期运行发现：1）、将液压系统压力降至240Bar后，完全满足剪切力需要。液压系统的冲击振动也明显降低，液压管路管夹基本不再出现震裂情况，管路接头很少出现松动现象，管路焊缝到目前为止未出现开焊；2）、在对压板及主剪刃液压缸动作的控制阀台的压力插装阀进行径向固定后，插装阀到目前为止未出现损坏，改造前，一年共换了6个插装阀，改造后到现在未曾更换，大大延长了插装阀的使用寿命，效果很好。3）、主剪刃端盖密封经改造后密封效果及寿命明显提高，原来3个月就需要换一次，现在两年时间内只换过一次，极大降低维修成本和油耗。

4、结语

从系统的本身出发，我们在系统存在问题的时候，通过对问题点的查找、跟踪、分析，最终找到问题点的根本原因，然后针对各个问题的特点，采用最合理的优化改造办法，用最少的人力消耗，最低的费用支出，将系统存在的问题点逐一解决。取样剪液压系统从改造完到现在近两年时间里，整个设备运行非常稳定，从未发生过因原来存在的这些缺陷而发生突发性故障停机，我们要做的只是正常的日常点检维护工作。通过对系统的这些优化改造，最终解决了取样剪原来故障频发的状况，大大减少了维修工作量，降低了维修成本及油耗，并且保证了设备的长期顺行。