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江西铜业集团公司武山铜矿主井提升机为JKM-3.5×6型井塔式多绳摩擦提升机。是该矿2009年为日产5000t矿石扩产新投入的主提升机,设计每天工作17h完成全矿矿石和废石的提升任务,达到6500t/d提升量。提升机是上海冶金矿山机械厂的产品,制动系统配用该厂中高压液压站(P=14MPa)。实际使用过程中,在夏季该制动系统液压油温持续偏高,虽配有两台(一开一备)液压站,但温升过快,工作3h左右,液压油温就接近67℃,因而产生系列问题,造成提升机工作不稳定。
1、故障现象
该提升机自投入运行以来,一到夏季,制动系统的液压油温就居高不下,油温长时间在65~67°之间,频繁倒换使用液压站,还是不能解决油温高的问题,结果故障频发。使用半年后,开始出现一些软故障,制动器(以下称闸盘)会突然少量漏油,过些时间又不漏了;有时会突然失压,把一些相关元件清洗后,故障没消除;过段时间对清洗过的液压站重新使用,故障又消失了。闸盘新换密封件后不久就会有漏油现象,液压油使用中粘稠度降低得厉害,使用1~2月的液压油就能明显感觉粘稠度不如新油。各个管接头都是刚性连接,但经常出现漏油现象。
2、原因分析
该提升机采用两个制动盘,每个制动盘有两组闸盘架,每个闸盘架对称布置有4对闸盘。提升机运行时,液压站给闸盘压力油,闸盘的碟形弹簧压缩;制动时闸盘压力释放,闸盘的碟形弹性回位,从而达到对制动作用。
液压油采用油箱自然冷却方式,在南方每年夏季有近三个月在32℃以上的高温气候,通风条件差,大部分夏季时间室温在40℃以上,因此液压油的散热存在一定的问题。
为了解决降温问题,我们做过在液压站的位置做一个全封闭的房间,并安装大功率空调对其降温,可是效果不太,也只能把油温下降3~5℃。
液压站采用ATOS PVL-210-150型叶片泵,额定压力为15MPa;系统供油量为10L、15L(高速);配用电机YD132M-6/4型双速电机,功率分别为4/5.5kw;油箱容积0.552m3,按油箱0.8为有效容积,液压油量为397kg(液压油密度按960kg/m3)图1为液压站局部原理图。
要使液压油在正常的油温下工作,必须考虑系统的发热量和散热量问题,如果没有增设冷却器,那么油箱的容积就要从散热角度考虑,下面对有关液压油温升原因进行相关计算分析。
2.1系统发热量( )计算:系统发热量主要以液压泵功率损失和液压阀功率损失为主。
2.1.1 液压泵功率损失( )
2.1.2 液压阀(溢流阀)功率损失 :三个主控阀(7#、12#、15#)按总的溢流量来计算(10L/min)
2.1.3 系统总发热量: =2875 (W)=2.875kw
2.2 系统散热量计算
液压系统各部分产生的热量,在开始时,一部分由工作介质及装置本身所吸收,较少一部分向周围辐射。当温度达到一定数值,散热量与发热量相对平衡,系统即保持一定的温度,不再上升。
如只考虑油液温度上升所吸收的熱量和油箱本身所散发的热量时,系统的油温 随运转时间 的变化关系如下:
2.3 油箱的散热面积计算(m2)
3、存在问题
通过以上的计算分析,发现存在以下问题:
3.1 该液压站在工作3小时后,油温就达到了65.55℃,系统的热平衡温度也达到了93.1℃。
3.2 液压站所需的油箱散热面积远远大于油箱本身的散热面积,现散热面积只有达到温升要求的16%。
3.3一般油温在30~50℃范围内,工作比较合适,最高不大于60℃,油温过高,会使油液迅速变质,同时使泵的容积效率下降。因此,须对油液进行辅助冷却。
4、措施及思路
由此认为,该液压站采用油箱自然散热设计在南方夏季高热气候不适用,须采用辅助散热方式才能达到理想的工作油温。
再者,中高压液压设备,油温应控制在30~45℃较为理想,对于辅助散热,水冷却器较为理想,但因设备安装在75米高井塔的顶楼,取水困难,成本投入高。
通过咨询,选购江苏某散热器生产厂家生产的GJ500型旁路散热器,散热功率为5.5kw,流量60L/min,7~10分钟可对液压油进行一次循环冷却。从计算的系统总发热功率2.875kw来看,完全可以达到散热效果。决定安装风冷散热器,采用旁路安装,对液压油进行强制冷却。图2为散热器安装好的示意图。同时把散热器与液压站的温控表联通,设定散热器的自动开停温度,实现了油温在设定温度的范围内波动,确保散热器的安全使用。
5、改进后效果
2011年夏季安装了风冷散热器,使用后液压油的温度达到了比环境温度只高2℃的效果。经过两年的使用,效果良好;设备没有因为液压油温高而出现过上述的软故障,以及液压油达不到使用寿命,密封件、泵、阀的使用寿命回归正常。
参考文献:
[1]范存德,《液压技术手册》,辽宁科学技术出版社,2004.05。
[2] 严金坤、范崇讫、马力中,《液压技术基础》,科学出版社1981。
1、故障现象
该提升机自投入运行以来,一到夏季,制动系统的液压油温就居高不下,油温长时间在65~67°之间,频繁倒换使用液压站,还是不能解决油温高的问题,结果故障频发。使用半年后,开始出现一些软故障,制动器(以下称闸盘)会突然少量漏油,过些时间又不漏了;有时会突然失压,把一些相关元件清洗后,故障没消除;过段时间对清洗过的液压站重新使用,故障又消失了。闸盘新换密封件后不久就会有漏油现象,液压油使用中粘稠度降低得厉害,使用1~2月的液压油就能明显感觉粘稠度不如新油。各个管接头都是刚性连接,但经常出现漏油现象。
2、原因分析
该提升机采用两个制动盘,每个制动盘有两组闸盘架,每个闸盘架对称布置有4对闸盘。提升机运行时,液压站给闸盘压力油,闸盘的碟形弹簧压缩;制动时闸盘压力释放,闸盘的碟形弹性回位,从而达到对制动作用。
液压油采用油箱自然冷却方式,在南方每年夏季有近三个月在32℃以上的高温气候,通风条件差,大部分夏季时间室温在40℃以上,因此液压油的散热存在一定的问题。
为了解决降温问题,我们做过在液压站的位置做一个全封闭的房间,并安装大功率空调对其降温,可是效果不太,也只能把油温下降3~5℃。
液压站采用ATOS PVL-210-150型叶片泵,额定压力为15MPa;系统供油量为10L、15L(高速);配用电机YD132M-6/4型双速电机,功率分别为4/5.5kw;油箱容积0.552m3,按油箱0.8为有效容积,液压油量为397kg(液压油密度按960kg/m3)图1为液压站局部原理图。
要使液压油在正常的油温下工作,必须考虑系统的发热量和散热量问题,如果没有增设冷却器,那么油箱的容积就要从散热角度考虑,下面对有关液压油温升原因进行相关计算分析。
2.1系统发热量( )计算:系统发热量主要以液压泵功率损失和液压阀功率损失为主。
2.1.1 液压泵功率损失( )
2.1.2 液压阀(溢流阀)功率损失 :三个主控阀(7#、12#、15#)按总的溢流量来计算(10L/min)
2.1.3 系统总发热量: =2875 (W)=2.875kw
2.2 系统散热量计算
液压系统各部分产生的热量,在开始时,一部分由工作介质及装置本身所吸收,较少一部分向周围辐射。当温度达到一定数值,散热量与发热量相对平衡,系统即保持一定的温度,不再上升。
如只考虑油液温度上升所吸收的熱量和油箱本身所散发的热量时,系统的油温 随运转时间 的变化关系如下:
2.3 油箱的散热面积计算(m2)
3、存在问题
通过以上的计算分析,发现存在以下问题:
3.1 该液压站在工作3小时后,油温就达到了65.55℃,系统的热平衡温度也达到了93.1℃。
3.2 液压站所需的油箱散热面积远远大于油箱本身的散热面积,现散热面积只有达到温升要求的16%。
3.3一般油温在30~50℃范围内,工作比较合适,最高不大于60℃,油温过高,会使油液迅速变质,同时使泵的容积效率下降。因此,须对油液进行辅助冷却。
4、措施及思路
由此认为,该液压站采用油箱自然散热设计在南方夏季高热气候不适用,须采用辅助散热方式才能达到理想的工作油温。
再者,中高压液压设备,油温应控制在30~45℃较为理想,对于辅助散热,水冷却器较为理想,但因设备安装在75米高井塔的顶楼,取水困难,成本投入高。
通过咨询,选购江苏某散热器生产厂家生产的GJ500型旁路散热器,散热功率为5.5kw,流量60L/min,7~10分钟可对液压油进行一次循环冷却。从计算的系统总发热功率2.875kw来看,完全可以达到散热效果。决定安装风冷散热器,采用旁路安装,对液压油进行强制冷却。图2为散热器安装好的示意图。同时把散热器与液压站的温控表联通,设定散热器的自动开停温度,实现了油温在设定温度的范围内波动,确保散热器的安全使用。
5、改进后效果
2011年夏季安装了风冷散热器,使用后液压油的温度达到了比环境温度只高2℃的效果。经过两年的使用,效果良好;设备没有因为液压油温高而出现过上述的软故障,以及液压油达不到使用寿命,密封件、泵、阀的使用寿命回归正常。
参考文献:
[1]范存德,《液压技术手册》,辽宁科学技术出版社,2004.05。
[2] 严金坤、范崇讫、马力中,《液压技术基础》,科学出版社1981。