铝电解多功能扭拔机构液压系统失效分析

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欢迎访问e展厅 展厅 6 液压元件/液力元件展厅 蓄能器, 液压缸, 油缸, 液压泵/泵站, 气液增压缸, ... 摘要：铝电解多功能联合机组扭拔机构液压系统失效的主要原因有：油液污染、发热、泄漏和产生泡沫。对这些原因提出防治方法，在提高生产效率的同时减轻工人的劳动强度。 关键词：扭拔机构 液压系统 油液污染 铝电解多功能联合机组是预焙阳极铝电解生产关键的专用设备。它能完成预焙阳极铝电解工艺中的打壳和覆盖氧化铝、更换阳极、出铝、辅助提升阳极母线以及安装和检修电解槽时的吊运等工作。其中全液压扭拔机构取代了早期使用的四键缸式更换阳极机构，具有对位准确、动作安全可靠、自动更换阳极等优点。公司现使用的20台扭拔机构，是贵阳奥特机电有限公司的产品。 液压系统是扭拔机构的主要组成部分，由于开始时对该机构性能缺乏了解，特别是忽视了液压油的管理，导致液压系统故障率较高，其中80%是由于油液污染造成。根据几年的实践，总结出扭拔机构液压系统失效的主要原因是：油污染、发热、泄漏和产生泡沫。 一、油污染的原因与防治 液压系统液压油的污染源，一般情况下有两类，一类是来自于外部包括灰尘、铁锈、布屑纤维和水垢等，另一类是由于油液添加剂变质所形成的污染物。对第一类污染物可以采取以下提到的预防措施加以控制，而第二类污染则不能被有效地防止，尤其是当系统油温过热时，会加速这种污染物的形成。如能采取措施避免系统过热，可减少这类污染物的产生，但即使在精心维护的情况下，由于氧化、冷凝和酸的形成，油液最终会变质。因此，定期地更换油液是减少这些有害成分的唯一途径。实际中可以采取以下几个措施： 1.保持液压油容器的清洁，油桶的盖子应密封良好，打开油桶之前，应仔细清洗油桶的顶盖； 2.把液压油加入油箱时使用清洁的加油设备； 3.对过滤器和滤网应定期维护； 4.必要时检查并更换防尘圈和密封圈； 5.拆卸液压系统管路时，要用干净的材料封住拆除部分的管口，切不可用废旧材料尤其是棉丝等。 液压系统中的过滤器不能忽略，多数使用者面临的问题不是如何去更换滤芯，而是什么时候更换。当然不必要的频繁更换是浪费，但是当工作条件比较恶劣时，滤芯的更换周期应当比推荐的工作周期要短些。那么这个间隔到底多少是合适呢？有些技术人员认为滤芯更换的时间是要等到滤芯堵塞报警的时候，其实这是不合理的。首先，当滤芯堵塞时，过滤器已经不能工作了。其次，由于许多过滤装置都装有旁通阀，滤芯堵塞时，未过滤的油液会通过旁通阀进入系统。而没有旁通阀的过滤器，堵塞的滤芯可能被压溃，会使污染物进入系统。 建立一个准确更换滤芯的时间表是比较困难的，这是因为污染物在过滤器内的积累速度受许多因素影响。如：首次注入液压系统的油液清洁度和补充油液的清洁度；补油时进入系统中污染物的量；工作中设备所遇到的污染物和环境灰尘含量；液压缸密封和防尘状态等。 怎样知道应在什么时候更换滤芯呢？一种有效的方法是，经常检查滤芯的污染情况，假如在滤芯纸褶外部发现有污染物的薄层，说明油液通过滤芯时就已经很费力了；假如污染物已经在纸褶的根部出现，滤芯此时就需要更换了。虽然此时滤芯仍能捕获污染物，但已开始阻挡油流，以至大量的油液会通过旁通阀进入系统，加速元件的磨损。 二、泡沫的形成原因和防治 形成泡沫的条件是油液混入了空气，气泡很小时，会积聚在系统的各个部分。泡沫还会产生油液过热现象，这是因为当油被压缩时，由于气泡的存在增加了系统的温度。也就是说，当空气被压缩时温度升高，热的空气气泡加热周围的油液。因此，应当防止空气进入系统。泡沫还是一种压缩性高的物质，常影响泵的输出特性，可能产生不规则的运动和造成系统过早失效。液压系统中产生过多泡沫的主要原因是：油箱油位太低，泵可能将空气吸人系统中；管道连接处泄漏；使用不合适的液压介质，或者是油液粘度太高； 液压油变质或存在有有害的杂质。应当采取的措施是： 1.必要时，检查并更换防尘圈和密封圈。更换密封圈和防尘圈时，应当选用制造商推荐的材料； 2.安装软管时，要保证其牢固地支撑，振动的软管可能会造成管接头松弛，使空气进入系统，所以应定期检查软管的连接处和固定部位。 3.维修和重装液压元件时一定要仔细，密封不合适会导致泄漏； 4.选取粘度合适的油液。粘度太高，对控制的反应迟缓，也会造成系统油温升高、液压泵吸空，从而增加泡沫的形成。 三、油温过热的防治 油温过热会加速油液的变质，过热也会影响密封圈和防尘圈的寿命，系统的效率会很快降低。油液过热的原因主要有：液压元件内部的泄漏；油箱液位太低；油液的粘度太高；回油背压太高；过滤器堵塞；冷却器失效。采取以下措施可以有效防止过热的产生： 1.使用粘度合适的液压油，一般可按设备制造商推荐的粘度； 2.如果系统中有软管，应当将其可靠地夹紧和定位，尽量远离热源。应避免使用长度不够的软管并确信所安装的软管没有突然的急弯； 3.当泵、液压缸和其他液压元件磨损时，应及时更换，磨损的元件会造成泄漏的增加，会使泵满负荷输出，油液的温度增加； 4.保持液压系统外部和内部的清洁，系统外部的污染物起到一个隔绝和阻碍正常的油液冷却的作用，系统内部的污染物会引起磨损导致油液泄漏，两种情况的发生都会引起热量的产生； 5.经常检查油箱的液位，油位过低会造成系统没有足够的油液带走热量； 6.定期更换过滤器滤芯，避免过滤器堵塞； 7.如背压过高，应检查其原因并排除； 8.定期检查冷却器和定期对冷却器除垢。 四、泄漏的防治 液压系统泄漏是非常普遍的现象。泄漏可分为两种类型，内泄漏和外泄漏。对外泄漏，如管道的泄漏很容易发现，应当经常检查，发现泄漏点立即解决。但外泄漏发生在泵的吸油口时，一般泵的噪声增大，可以把黄油涂在吸油管接头处，一次查一个，假如噪声消失，可以确信这个管接头产生了泄漏。如果出现以下现象之一时，可以怀疑发生了系统吸油管泄漏：液压油中有气泡；液压系统动作不稳定，有爬行现象；液压系统过热；油箱压力增高；泵噪声增大。顺便提一句，对于软管接头不要过度地旋紧，否则会使管接头变形，反而会增加泄漏，应当使用设备制造商推荐的旋紧力矩值，这将保证可靠的密封，并且不会使管接头和密封圈产生变形和损坏。 对于内泄漏，由于液压系统中元件的磨损，随着时间的推移，内泄漏会越来越明显。鉴别内泄漏的简单办法是测试系统满载和空载时的工作周期，假如完成有载时的动作时间很长，那么可以怀疑有内泄漏或泵可能失效了。为了防止泄漏，在更换元件、软管以及硬管时，需要遵循以下几条原则： 1.一般应按照原来的管道位置和长度更换，原因是原管道的位置考虑了避免振动和磨损，否则会产生新的故障； 2.避免在管道布置时产生角度很大的急弯，急弯在任何形式的液压管线中都会对油液产生抑制作用，从而引起油液过热。应当根据液压工程手册的要求，选取合适的弯曲半径。对软管来讲，弯曲半径应当等10倍的软管外径。尤其对工作期间需要弯曲时的软管，采用较大的弯曲半径则是必须的； 3.不要使用超过允许的力矩旋紧管接头，否则会使管接头损坏和密封圈变形； 4.需要注意的是当对软管加压时，软管有轻微缩短的趋势，所以在更换软管时要考虑到这一点，要留出长度上的余量； 5.应当使用合适的支架和管夹，避免管与管之间、管与其它零件之间形成摩擦。 6.安装时要使用合适的工具，不要用管钳子之类的工具代替扳手，不要使用密封胶来防止泄漏； 五、结论 近两年，由于加强了扭拔机构液压油的管理，目前10台扭拔机构全部投用，使公司增产不增人。电解工人从当初的不愿意使用到现在争着用，充分表明用扭拔机构交换阳极能真正提高生产效率和减轻工人劳动强度。据统计，目前的10台扭拔机构在电解生产时扭拔交换阳极率98.9%（原70%），扭拔机运转率99.6%（原86%）。交换一块阳极时间约8min，且只需要2名电解工人配合（原用副钩交换需3名工人，时间约15min）。每台扭拔机构每天交换阳极23块，仅按节省8min计算，用扭拔机构交换阳极，两个电解车间可减少5～6名工人。 摘自《设备管理与维修》杂志2005年第7期 (end)

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