新疆八一钢铁股份有限公司 乌鲁木齐 830022
摘要：液压系统的压力和和流量在工作过程的稳定性是保证板坯连铸机大包滑动水口液压系统稳定运行的前提，八钢板坯连铸机水口液压系统存在工作压力不能稳定保持在设定压力的现象，对此进行分析诊断并根据诊断出的问题提出对应措施，措施的实施解决了生产中一直影响水口液压系统频繁故障的问题。
关键词：流量；容积效率；等熵过程
Technical research on the pressure relief problem of the hydraulic system of the big package nozzle
Cao jinli 1 wang keili 2
（Xinjiang Bayi Iron & Steel Co.，Ltd，Urumqi 830022，China）
Abstract：the working process of the hydraulic system pressure and flow in the stability of the slab continuous caster is prerequisite of bundle of slide gate hydraulic system，eight steel slab continuous caster shuikou hydraulic system working pressure cannot remain stable in the phenomenon of set pressure，to analysis diagnosis and put forward corresponding measures according to diagnose the problem，in the implementation of the measures to solve the production has been affect the problem of frequent shuikou hydraulic system fault.
key words：traffic；Volumetric efficiency；Isentropic process；
1.前言
原八钢炼钢厂板坯连铸机大包滑动水口液压系统在工作过程中存在液压系统在日常工作过程中，尤其在夏季高温季节出现油缸工作压力不足造成大包水口在线无法打开现象，同时进入系统液压站内观察，发现油缸工作时，系统压力表显示压力急剧波动，易造成油缸无法完成规定动作。针对此问题，本文结合炼钢3#板坯连铸机液压系统工况和关键设备参数对造成此故障的原因进行了分析解决。
2.水口液压系统
系统组成：油箱 泵站 蓄能站 阀台 执行油缸
其中：
1.液压油泵V排=28ml/r；n=1440rpm 2台（开1备1）
2.皮囊蓄能器容积10L P1 =12Mpa 2个
3.水口油缸φ200/φ50×320 2个
3.影响系统压力的因素
3.1油泵输出流量不达标影响因素
1.泵体产生“吸空”现象造成系统无流量的排出
系统油箱与泵的吸油口直接连接，邮箱内油液高度和泵吸油管的高度差大于350mm，未低于规定值，油泵在工作过程中未产生吸空异常现象（包含常见管路振动、压力建立不起来现象），该因素予以剔除。
1.2泵的容积效率降低
容积效率公式：ηv =（qvt – qv）/ qvt = 1 — qv / qvt；qvt = nV排
可得出：qv =（2.8~4.8）L/min（斜轴式轴向柱塞泵的容积效率可在88% ~ 93%的范围）。
单台泵最大泄漏变化量△qv = 2L/min，
由于采用了低粘度的水乙二醇造成泵的容积效率降低属于考虑因素之一。液压油与水乙二醇指标对比。
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3.2蓄能器有效输出容积
3.2.1蓄能器有效输出补偿油量容积核算
皮囊式蓄能器按气体定律的原理工作，其气体的压力与体积之间的基本关系表达为：P1V1n = P2V2n
式中：P1与 P2---- 初始气体压力与最终气体压力
V1与V2----对应的气体体积
在等熵条件下（变化是在恒温条件下完成）取n=1.4则：P1V11.4= P2V21.4
蓄能器有效输出容积的表达式：
因为：P1V1n = P2V2n = P3V3n
V = V2 — V3
得：V =（P1/ P2）1/n V1—（P2/ P3）1/n（P1/ P2）1/n V1
V = V1（1-（P2/ P3）1/n）（P2/ P1）1/n
所以等熵过程如下：
V = V1（1-（P2/ P3）1/1.4）（P2/ P1）1/1.4
对于本系统P1 = 12Mpa P2 = 14Mpa P3 =18Mpa V1 =10L
蓄能器的有效输出容积：V = 2.02L
在开始浇铸时，操作人员需要操作水口油缸，完成钢包滑动水口的开启、关闭动作，使钢包浇铸顺利完成。此时，如果不能及时补充系统蓄能器中的油量，系统压力将波动和下降。
3.3液压控制及执行部件的泄漏影响
相对本系统工作油路，液压泵，阀体及油缸的泄漏（更换油缸造成泄漏除外）微乎其微，是可以控制的量，通过对控制部件制定点检更换标准并根据标准及时更换到周期密封件及对应橡胶老化失效件，在通过现场实施观察，这部分泄漏造成系统压力失稳因素可以剔除。
4 系统流量核算
4.1泵额定供油量：
Q泵= nVηv =1440 rpm×28ml/r×（88% ~ 93%）
=35.4~37.5L/min；
4.2蓄能器的补偿油量V总 = 2×2.02L=4.04 L
4.3水口油缸动作时所需流量：
正常工作时设定油缸打开时间TS= 4s（设定）；关闭时间TJ = 5s（设定）；打开速度VS =4.8m/min；关闭速度VJ = 3.84m/min
打开时最大流量：QS =6 A1VS TS=6π/（4ηg）D2VSTS =6.46L
关闭时最大流量：QJ = 6A2VJ TJ =6π/（4ηg）（D2-d2）VJ TJ = 4.16L
油缸在T= 9s内共需流量QF = QS+ QJ =10.62L
ηg----液压缸容积效率。采用弹性密封ηg≈1
执行机构总需油量在T= 9s 时达到最大。
Q需= QS+ QJ =6.46L +4.16L = 10.62L
完成打开、关闭动作的总供油量：Q供 = 9Q泵+ V蓄=（3.61L~3.82L）+ 4.04L=9.35L ~ 9.67L＜ 10.62L，系统供油量低于工作用流量要求。
5 结束语
1、造成系统压力不稳定的直接原因是系统供油量不能满足工作用油量的需求；解决措施在系统中增设一组25L蓄能器，通过增加蓄能站对系统的补偿量来稳定系统。2、由于夏季高温季节的影响，造成系统冷区循环水水温偏高，造成系统油温冷却不到位降低了泵的容积效率，造成系统主供油设备不能满足生产需要；解决措施，通过水系统强化管理稳定设备冷却水供水温度和供水压力。
参考文献：
[1]路甬祥。《液压气动技术手册》2002。
[2]北京华德液压产品样本，2001。
[3]宋学义。《袖珍液压气动手册》1995。