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摘要：运输链为介于热轧厂与冷轧厂之间的传输系统，主要功能是将热轧生产的热轧卷传送到冷轧厂的原料库进行备料，因其液压系统设计缺陷使用过程中发现大量问题，导致液压故障频发，严重制约热轧卷的倒运及冷轧厂原料的备料工作，根据统计从2012年1月份至12月份，运输链平均作业率仅为70%，余的热轧卷都要靠汽车运输，运输成本较高，造成极大的资源浪费。
关键词：密封圈；电磁阀；冲击；技术改造
中图分类号：C35文献标识码： A
Hydraulic transport chain optimization and improvement of the structure and function
HU bin LIU kai
Handan Iron & Steel Co. , Ltd . , Heibei Handan056015
Abstract : Transport chain between transmission system for hot rolling mill and cold rolling mill between main function is to transfer the production of hot-rolled HRC to cold rolling plant material library preparation, because the hydraulic system design flaws found in the course of a lot of problems, leading to frequent hydraulic failure, a serious constraint of luck and cold rolling mill raw material preparation work HRC, according to statistics from January 2012 to December, the transport chain operating rate was 70% on average, more than hot-rolled volumes have to rely on automobile transportation, higher transportation costs, resulting in a great waste of resources.
Key words :pressurize circle, electromagnetism valve，concussion，equipment improvement
一、運输链液压系统功能简介
运输链为介于热轧厂与冷轧厂之间的传输系统，主要功能是将热轧生产的热轧卷传送到冷轧厂的原料库进行备料，因其液压系统设计缺陷使用过程中发现大量问题，导致液压故障频发，严重制约热轧卷的倒运及冷轧厂原料的备料工作，根据统计从2012年1月份至12月份，运输链平均作业率仅为70%，余的热轧卷都要靠汽车运输，运输成本较高，造成极大的资源浪费。且运输链的2012年平均油耗为10桶/月，造成生产成本的居高不下。
二、运输链液压系统存在问题
1、运输链张紧系统换向控制设计为两位两通电磁换向阀。在正常工作状态下，电磁阀P口与A口相通，液压缸无杆腔一直处于进油状态，杠杆伸出，以此来保证运输链在运卷的过程中时时处于张紧状态。而在非工作状态时，电磁阀P口与B口相通，液压缸有杆腔处于进油状态，杠杆缩回，将运输链的张力卸荷。但实际运行中由于张紧力缺少反馈信息，导致无法进行控制，实际使用过程中按照设计给定的压力运行时，运输链往往会因为张力过大而无法正常运行，故障频发，为运输链的正常生产带来了很大的隐患。
2、运输链的旋转平台位于1#步进梁与2#步进梁交叉处，是1#步进梁与2#步进梁之间的转向装置。旋转平台接收钢卷后，液压缸驱动齿轮齿条运动，旋转平台转动90°到达2#步进梁接卷方向。2#步进梁将钢卷接走以后，旋转平台逆时针转动回到1#步进梁方向，如此反复向前输送钢卷旋转平台经常会出现V型鞍座旋转不到位或者旋转过度的情况，V型鞍座的限位感应不到报警导致设备无法正常运行。
3、运输链的步进梁横移液压缸为常州力士乐的液压缸，型号为160/110-3500，由于液压缸行程较长，容易导致缸杆倾斜，机械结构的平行度偏差容易导致液压缸伸出的时候偏向受力导致液压缸压盖密封挤压变形；且运输链环境较恶劣，灰尘及杂质容易通过液压缸的压盖除尘密封进入液压缸内部，在液压缸动作时使缸杆及缸筒内壁产生划痕，划痕将加快密封的磨损导致液压缸漏油严重，据统计2013年1月~10月平均消耗5桶/月。
三、运输链液压系统功能改进方案及措施
1、设备存在缺陷，通过计算，对设备改进提出了切实可行的方案：将控制阀组中的换向阀，即型号为4WE6D6X./EG24N9K4的二位二通电磁阀（图1）变更为型号为4WE6J-6X.EG24N9K4三位四通O型机能电磁阀（图2）。采用O型机能可以有效保证电磁阀在中位机能时运输链张紧缸压力不会出现波动，有力的保证运输链张紧力的正常工作。同时根据实际情况重新计算和调整设定值，保证设备运行时的张紧力。运输链理论设计张紧缸压力为10MP，张紧缸活塞直径为125mm，则理论设计张紧力为N＝P×S＝12266N，根据现场实际，运输链正常运行时张紧力约为理论值的62.5%，则实际张紧力应为12266N×62.5%＝7916N，则设计改进后，液压缸的压力调定值为6.25MP。
图1、改造前原理图 图2、改造后原理图
2、通过观察现场的情况，出现的几次旋转不到位通过观察主要原因反映到以下两各方面：
a)旋转台的齿轮所带的轴与V型鞍座的焊缝开焊。如图3所示，旋转台的中间销轴与V型鞍座之间的焊缝一旦开焊，就会导致销轴无法完全定位转盘，V型鞍座与销轴脱离，导致V型鞍座出现旋转不到位或者旋转过度的情况；
图3
b)旋转平台的齿轮齿条出现跳齿及崩齿现象。如图4所示，齿轮齿条之间的啮合在冲击过猛且频繁冲击导致齿根疲劳的情况下，啮合的间隙出现较大的偏差，容易出现齿轮与齿条的啮合齿发生跳齿的现象，且在冲击疲劳下，齿根也容易出现断齿的结果。
图4
但是，不论是齿轮所带的轴与V型鞍座的焊缝开焊还是齿轮齿条出现跳齿及崩齿现象，都反映出旋转平台在旋转中齿轮齿条的啮合冲击很大，分析原因，应该为30t的钢卷惯性大所致，每次当30t的钢卷由静止到突然加速度很大的在瞬间将旋转速度提到一定速度，再在最终到位时将一定速度突然降速度很大的在瞬间将速度变为静止，每一次加速度的激增与激减都会带来很大的冲击。因此，通过分析液压原理图，如图5所示
图5 图6
我们决定将型号为4WE6J-6X/EG24N9K4的三位四通换向阀更换为型号为4WRE 6 W32-21/G24K4/V的比例换向阀，如图6所示，原来旋转平台的旋转速度为恒定的不可调节的，我们通过这个改造，我们可以增加加速限位及减速限位，使旋转平台每次由静止到恒速之间有一个速度的爬坡，再由恒速到终止有一个速度的降坡，使旋转平台有一个速度的缓冲，
3、通过解体检查步进梁的横移缸压盖，发现如图7所示，压盖内部有明显划痕，液压缸缸杆上也有明显划痕，压盖密封内部为两道高压密封，一道唇形的防尘密封，高压密封为格莱圈，内部为O型圈，外部为硬质的密封环。分析漏油原因为硬质的密封环材质较硬，一旦液压缸缸杆出现划痕或者压盖出现划痕则很容易产生变形，如图8所示，由于材质较硬变形无法恢复导致压盖密封漏油。改造方案为将中间的第二道硬质高压密封改造为弹性较好的唇形低压密封，唇形低压密封具有较好的弹性，能够有效的防止液压漏油。但是高压密封的宽度为5.9mm，密封槽的宽度液位5.9mm，而唇形低压密封的宽度为10mm，需要将密封槽的宽度上车床加宽后方能进行使用。
图7
四、运输链液压系统改善后效果
1、将现有型号为4WE6D6X./EG24N9K4的二位二通电磁阀更换为型号为4WE6J-6X.EG24N9K4三位四通O型机能电磁阀后，进行了为期6个月的观察和试运行，结果显示控制阀组使用正常，设备整体运行稳定，未发生一起张力变化导致的设备故障，有力的保证了运输链的正常生产。
2、通过这个改造我们避免了齿轮齿条啮合面的冲击，延长了齿轮齿条的使用寿命，避免旋转台旋转不到位的事故。能够有效避免运输链旋转平台旋转不到位的事故，减少其处理事故的时间。保障运输链的稳定运行。
3、通过横移缸压盖密封的改造横移缸再也没有出现过漏油现象，大大降低了油品的消耗，节省了成本，保障了生产。
五、总结
通过一系列的液压系统功能优化和改进，我厂的运输链的平均作业率由70%提高到90%，由之前的每个月消耗油品10桶/月，降低为每月消耗油品1桶/月，大大降低了生产成本，有力保障了运输链液压系统的正常运行。
参考文献：
①黄志坚压设备故障分析与技术改进 1999
②湛从昌可靠性与故障诊断[M]．北京：冶金工业出版社，2009
关键词：密封圈；电磁阀；冲击；技术改造
中图分类号：C35文献标识码： A
Hydraulic transport chain optimization and improvement of the structure and function
HU bin LIU kai
Handan Iron & Steel Co. , Ltd . , Heibei Handan056015
Abstract : Transport chain between transmission system for hot rolling mill and cold rolling mill between main function is to transfer the production of hot-rolled HRC to cold rolling plant material library preparation, because the hydraulic system design flaws found in the course of a lot of problems, leading to frequent hydraulic failure, a serious constraint of luck and cold rolling mill raw material preparation work HRC, according to statistics from January 2012 to December, the transport chain operating rate was 70% on average, more than hot-rolled volumes have to rely on automobile transportation, higher transportation costs, resulting in a great waste of resources.
Key words :pressurize circle, electromagnetism valve，concussion，equipment improvement
一、運输链液压系统功能简介
运输链为介于热轧厂与冷轧厂之间的传输系统，主要功能是将热轧生产的热轧卷传送到冷轧厂的原料库进行备料，因其液压系统设计缺陷使用过程中发现大量问题，导致液压故障频发，严重制约热轧卷的倒运及冷轧厂原料的备料工作，根据统计从2012年1月份至12月份，运输链平均作业率仅为70%，余的热轧卷都要靠汽车运输，运输成本较高，造成极大的资源浪费。且运输链的2012年平均油耗为10桶/月，造成生产成本的居高不下。
二、运输链液压系统存在问题
1、运输链张紧系统换向控制设计为两位两通电磁换向阀。在正常工作状态下，电磁阀P口与A口相通，液压缸无杆腔一直处于进油状态，杠杆伸出，以此来保证运输链在运卷的过程中时时处于张紧状态。而在非工作状态时，电磁阀P口与B口相通，液压缸有杆腔处于进油状态，杠杆缩回，将运输链的张力卸荷。但实际运行中由于张紧力缺少反馈信息，导致无法进行控制，实际使用过程中按照设计给定的压力运行时，运输链往往会因为张力过大而无法正常运行，故障频发，为运输链的正常生产带来了很大的隐患。
2、运输链的旋转平台位于1#步进梁与2#步进梁交叉处，是1#步进梁与2#步进梁之间的转向装置。旋转平台接收钢卷后，液压缸驱动齿轮齿条运动，旋转平台转动90°到达2#步进梁接卷方向。2#步进梁将钢卷接走以后，旋转平台逆时针转动回到1#步进梁方向，如此反复向前输送钢卷旋转平台经常会出现V型鞍座旋转不到位或者旋转过度的情况，V型鞍座的限位感应不到报警导致设备无法正常运行。
3、运输链的步进梁横移液压缸为常州力士乐的液压缸，型号为160/110-3500，由于液压缸行程较长，容易导致缸杆倾斜，机械结构的平行度偏差容易导致液压缸伸出的时候偏向受力导致液压缸压盖密封挤压变形；且运输链环境较恶劣，灰尘及杂质容易通过液压缸的压盖除尘密封进入液压缸内部，在液压缸动作时使缸杆及缸筒内壁产生划痕，划痕将加快密封的磨损导致液压缸漏油严重，据统计2013年1月~10月平均消耗5桶/月。
三、运输链液压系统功能改进方案及措施
1、设备存在缺陷，通过计算，对设备改进提出了切实可行的方案：将控制阀组中的换向阀，即型号为4WE6D6X./EG24N9K4的二位二通电磁阀（图1）变更为型号为4WE6J-6X.EG24N9K4三位四通O型机能电磁阀（图2）。采用O型机能可以有效保证电磁阀在中位机能时运输链张紧缸压力不会出现波动，有力的保证运输链张紧力的正常工作。同时根据实际情况重新计算和调整设定值，保证设备运行时的张紧力。运输链理论设计张紧缸压力为10MP，张紧缸活塞直径为125mm，则理论设计张紧力为N＝P×S＝12266N，根据现场实际，运输链正常运行时张紧力约为理论值的62.5%，则实际张紧力应为12266N×62.5%＝7916N，则设计改进后，液压缸的压力调定值为6.25MP。
图1、改造前原理图 图2、改造后原理图
2、通过观察现场的情况，出现的几次旋转不到位通过观察主要原因反映到以下两各方面：
a)旋转台的齿轮所带的轴与V型鞍座的焊缝开焊。如图3所示，旋转台的中间销轴与V型鞍座之间的焊缝一旦开焊，就会导致销轴无法完全定位转盘，V型鞍座与销轴脱离，导致V型鞍座出现旋转不到位或者旋转过度的情况；
图3
b)旋转平台的齿轮齿条出现跳齿及崩齿现象。如图4所示，齿轮齿条之间的啮合在冲击过猛且频繁冲击导致齿根疲劳的情况下，啮合的间隙出现较大的偏差，容易出现齿轮与齿条的啮合齿发生跳齿的现象，且在冲击疲劳下，齿根也容易出现断齿的结果。
图4
但是，不论是齿轮所带的轴与V型鞍座的焊缝开焊还是齿轮齿条出现跳齿及崩齿现象，都反映出旋转平台在旋转中齿轮齿条的啮合冲击很大，分析原因，应该为30t的钢卷惯性大所致，每次当30t的钢卷由静止到突然加速度很大的在瞬间将旋转速度提到一定速度，再在最终到位时将一定速度突然降速度很大的在瞬间将速度变为静止，每一次加速度的激增与激减都会带来很大的冲击。因此，通过分析液压原理图，如图5所示
图5 图6
我们决定将型号为4WE6J-6X/EG24N9K4的三位四通换向阀更换为型号为4WRE 6 W32-21/G24K4/V的比例换向阀，如图6所示，原来旋转平台的旋转速度为恒定的不可调节的，我们通过这个改造，我们可以增加加速限位及减速限位，使旋转平台每次由静止到恒速之间有一个速度的爬坡，再由恒速到终止有一个速度的降坡，使旋转平台有一个速度的缓冲，
3、通过解体检查步进梁的横移缸压盖，发现如图7所示，压盖内部有明显划痕，液压缸缸杆上也有明显划痕，压盖密封内部为两道高压密封，一道唇形的防尘密封，高压密封为格莱圈，内部为O型圈，外部为硬质的密封环。分析漏油原因为硬质的密封环材质较硬，一旦液压缸缸杆出现划痕或者压盖出现划痕则很容易产生变形，如图8所示，由于材质较硬变形无法恢复导致压盖密封漏油。改造方案为将中间的第二道硬质高压密封改造为弹性较好的唇形低压密封，唇形低压密封具有较好的弹性，能够有效的防止液压漏油。但是高压密封的宽度为5.9mm，密封槽的宽度液位5.9mm，而唇形低压密封的宽度为10mm，需要将密封槽的宽度上车床加宽后方能进行使用。
图7
四、运输链液压系统改善后效果
1、将现有型号为4WE6D6X./EG24N9K4的二位二通电磁阀更换为型号为4WE6J-6X.EG24N9K4三位四通O型机能电磁阀后，进行了为期6个月的观察和试运行，结果显示控制阀组使用正常，设备整体运行稳定，未发生一起张力变化导致的设备故障，有力的保证了运输链的正常生产。
2、通过这个改造我们避免了齿轮齿条啮合面的冲击，延长了齿轮齿条的使用寿命，避免旋转台旋转不到位的事故。能够有效避免运输链旋转平台旋转不到位的事故，减少其处理事故的时间。保障运输链的稳定运行。
3、通过横移缸压盖密封的改造横移缸再也没有出现过漏油现象，大大降低了油品的消耗，节省了成本，保障了生产。
五、总结
通过一系列的液压系统功能优化和改进，我厂的运输链的平均作业率由70%提高到90%，由之前的每个月消耗油品10桶/月，降低为每月消耗油品1桶/月，大大降低了生产成本，有力保障了运输链液压系统的正常运行。
参考文献：
①黄志坚压设备故障分析与技术改进 1999
②湛从昌可靠性与故障诊断[M]．北京：冶金工业出版社，2009