对造型线液压系统的认识

李百强，马 颖（机械工业第四设计研究院，河南洛阳市 471039）

对造型线液压系统的认识

李百强，马 颖（机械工业第四设计研究院，河南洛阳市 471039）

简述了造型线液压系统应用的一些注意事项，并对液压系统在设计、制造、安装、生产管理及维修的经验进行了归纳总结，提出了一些有用的建议。

造型线；液压系统；设计；制造；维护

在造型线中，液压驱动是最主要的一种驱动方式。与其他驱动方式相比，液压驱动具有承载力大、运行平稳、噪音低、停位准确、动作可靠、能够实现复杂的控制方式等优点，因而在造型线中被广泛应用。各种液压油缸、液压马达等组成了造型线设备的动力源，笔者多年从事造型线设备的设计、安装工作，现就造型线液压系统的设计、制造、安装、管理及维修等方面取得的经验作一下论述，以期为铸造从业人员提出一些有用的建议。

液压系统的可靠性对造型线能否正常运行具有决定性的影响。由于一条造型线中往往有数十台油缸和上百个液压阀，液压管路比较长，中间转接点多，应用大量的管件等，就造成了影响整个液压系统的因素很多，对设备运行的稳定性形成了很大的挑战。为了保证造型线的正常生产，提高生产率，就要求我们在液压系统的设计、制造、安装、生产管理及设备维修等方面严格规范，以最大限度地保证液压系统的合理、可靠、耐用、低耗。下面就以上几个方面的要求和注意事项进行一下论述。

1 造型线液压系统的设计

在造型线液压系统设计中，不仅要满足设备的使用功能，而且要满足系统的可靠性和易维护性，要注意以下几点：

（1）要使控制的阀组尽量简单。在一个油缸或液压马达的控制回路中，尽量简化设计，在满足功能的前提下，使用尽量少的液压阀件，这样不但可以减少故障元件，也为阀板的设计制作带来方便。

（2）在应用中，阀组一般采取集成的方式。集成阀板的设计要考虑加工性，油孔不可过长。在设计中我们一般把孔径与孔深比控制在1∶15以内，以避免因孔深过大造成加工歪斜。尽量减少细长孔，对于确实需要细孔的地方，可以采取对面钻一个较大直径工艺孔的方式以减少加工深度，两相邻油孔之间的设计间距不能太小，防止钻通造成串油。

（3）在设计时，应尽量把控制阀组设置在离执行元件近的地方，以提高控制灵敏性，保证设备动作精度。当执行元件布置在移动部件上时，应该同时把控制阀组设置在移动部件上，避免因管道移动而造成控制油路不畅，如在自动静压造型线中的移箱机上的控制阀组就往往设置在移动小车上。

（4）在设计时，应充分考虑控制阀组的安装和维修空间。不仅要避免阀组与设备干涉，更要考虑元器件的拆装和维修工的操作空间。同时，为了维修方便，应该在每台设备的控制阀组的主进油和主回油口各设计一个高压截止阀。这样，当设备出现问题时，只需将高压截止阀关掉就可以方便地进行维修。

（5）管路设计一定要考虑管道的耐压，合理选择油管的壁厚。对于液压软管来说，耐压更是一个需要考虑的问题。选择软管时绝对不允许最高使用压力低于系统工作油压。由于大通径液压胶管往往耐压较低，在一些高压大流量的地方可以采取设计多根较小通径液压胶管并联的方式来解决。同时，在设计液压软管管路时，胶管的弯曲半径是一个必须考虑的问题，应该为胶管留出必要的弯曲空间。

（6）设计液压站油箱时，要充分注意两个方面：一方面要控制油温，另一方面要防止液压油的污染。由于铸造车间的环境一般都比较差，高温、粉尘等都将会对液压系统造成一定影响：油温过高会造成密封件的快速老化，产生漏油现象；液压油被污染后会造成液压阀堵塞、设备停机。因此在设计油箱时对这两方面要特别注意，要合理选择冷却器，合理设置过滤器。另外，为了给液压站创造较好的工作环境，应尽量把液压站设置在单独的泵站房内。泵站房应设计通风装置，输送洁净的风以改善环境。

2 造型线液压系统的制造

液压系统的制造主要是油箱、阀板等的制造。

液压油箱主要是焊接件，制作要求很高。首先要保证焊接的致密性，防止液压油渗漏，要求焊后做防渗试验。同时要做好防止焊接变形的措施，焊后要对焊缝进行磨光清渣除锈处理。为了防锈，一般油箱内壁都要进行磷化处理。

作为液压阀安装板，阀板的加工要求更高。一般来说，阀板采用35#钢锻件加工，为了提高加工性能，通常还要进行热处理。在加工过程中，要特别注意各油孔及螺纹孔的定位尺寸，防止偏差过大；装管接头的螺纹孔（由于需要组合垫圈密封）必须保证螺纹孔和锪平面的垂直度；各安装面的平面度和光洁度。在加工后要对各油孔进行严格清洗，清除所有杂物，并检查各孔相通情况，防止出现加工错误。出厂前要对阀板进行压力试验，试验压力一般略高于工作压力。试验过程中所有内孔不得有穿透、渗油、冒汗等现象。阀板的保存一般用清洁的煤油，防止生锈和污染。

另外，部分较大管路的连接法兰通常都要预制。和阀板一样，在制造时要注意连接面的平面度；注意密封件沟槽尺寸严格按设计制造，液压管道焊接处预制焊接坡口。

3 液压系统的现场安装

由于造型线设备很多，液压系统的主要工作量都在现场的安装上。现场安装的质量好坏直接关系着系统故障率的高低，一定要选择专业的安装队伍，严格按照规范要求进行安装。

液压系统的安装，一定要注意以下几个方面。

3.1 液压管路管材的选择及加工

造型线液压系统管路一般采用20#无缝钢管。钢管加工包括切割、打坡口、弯管等，钢管切割原则上采用机械方法，严禁用手工电焊、氧气切割的方法，切割后需将锐边倒钝，并清除铁屑。切割后的钢管端面与轴向中心线应尽量保持垂直。管子的弯曲加工最好在机械或液压弯管机上进行。一般ø38mm及以下的管道采用冷弯，即用弯管机在冷状态下弯管。制作弯管时不允许热弯的，可采用冲压弯头等管件替代。因为热弯时容易产生变形、管壁减薄及产生氧化皮等现象。

3.2 液压管路的焊接

目前国内的造型线液压系统管路安装中，焊接式管件的应用最为普遍。整个系统管件数量很多，焊接工作量很大，这就对焊工提出了很高的要求。通常来说，液压管路焊接必须用氩弧焊打底，手弧焊封面，或全部用氩弧焊接，以免出现焊渣。管道在焊接前，必须对钢管端部开坡口；法兰及接头焊接时，须与管子中心线垂直，焊后进行防渗试验。焊缝应设在管道的直线段上，且不得设在墙洞、基础内和隐蔽的地方。随着国内卡套式管接头和管子技术和质量的不断提高，越来越多的液压管路ø28mm以下管子采用卡套式接头，这样就大大减少了焊接工作量。

3.3 管路的铺设

液压管路在铺设时尽量成水平或垂直两种排列，注意整齐一致，尽量避免管路交叉，两条平行或交叉管的管壁之间，必须保持一定距离。整个管线要求尽量短，转弯处少，平滑过渡，减少上下弯曲，保证管路适当的热胀冷缩。管路的长度应能保证接头及辅件的自由拆装，又不影响其它管路。管路敷设位置或管件安装位置应便于管子的连接和检修。管路应靠近设备，便于固定管夹，管道不得直接焊接在支架上。管路敷设后，不应对支承及固定部件产生除重力之外的力。根据管径合理设置管夹，管夹一般固定在预埋件上，管夹之间距离应适当，过小会造成浪费，过大将发生振动。推荐的管夹距离见表1。此表为参考值，可根据现场安装实际需要进行调整，有弯管处前后都必须设置管夹。

表1 推荐管夹间距（mm）

3.4 管路的清洗

管路的清洗主要有两方面，一是焊接后管路的酸洗工作，二是管路的循环冲洗工作。

酸洗的目的是通过化学作用将金属管内表面的氧化物及油污去除，使金属表面光滑，保证管道内壁的清洁。酸洗管道是保证造型线液压系统可靠性的一个关键环节。一般来说，管路酸洗采用槽式酸洗法，就是将液压管道放入酸洗槽内浸泡，处理合格后再将其进行配管安装。一般应按以下工序进行：脱脂→水冲洗→酸洗→水冲洗→中和→钝化→水冲洗→干燥→喷涂防锈油（剂）→封口。酸洗过程中，所有的密封面及螺纹要保护起来，以免受到损伤，酸洗结束后，管路要立即进行封口，尽量保证管路不被污物进入，并尽快恢复管路。

管路用油进行循环冲洗，是管路施工中又一重要环节。管路循环冲洗必须在管路酸洗和二次安装完毕后的较短时间内进行，其目的是为了清除管内在酸洗及安装过程中以及液压元件在制造过程中遗落的机械杂质或其它微粒，达到液压系统正常运行时所需要的清洁度，保证主机设备的可靠运行，延长系统中液压元件的使用寿命。尽量采取两级冲洗方式：第一级冲洗是在各液压阀组处把油路进行短接，先对主管路进行循环冲洗；第二级冲洗是在各执行元件处把油路进行短接，并可采用把各液压换向阀固定打到一端（冲洗过程中不可换向），对整个系统管路进行冲洗。冲洗完成后，应更换液压泵站的过滤器滤芯。但冲洗中应该注意，液压系统中的液压缸、液压马达、伺服阀、比例阀、压力继电器、压力传感器以及蓄能器等不得参与冲洗，冲洗回路中如有节流阀或减压阀应将其调整到最大开口度。冲洗前可以用无油干燥压缩空气（或氮气）对管道进行吹扫，将大颗粒脏物用气体冲出，减少油冲洗的麻烦。

4 造型线液压系统的生产管理及维修

同样，作为造型线稳定运行的重要保证，液压系统的生产管理及维修的作用不可小视，日常管理和维修应做到以下几点：

（1）制定严格的维护保养及维修制度。首先针对整个液压系统的原理和构造，要对维修人员作一个系统的培训，使其全面了解并熟练掌握排查故障及维修方法；其次，制定日常巡检制度，对一些易出故障的点要重点关注，发现故障或潜在的故障应立即排除，特别是对一些密封件、过滤器滤芯等，应采取定期更换制度，绝不能等到出问题了再去更换。

（2）备品备件要合理并且充足。特别是对一些供货周期长的液压元器件如伺服阀、比例阀、液压马达、液压泵等一定要有充足的备件，并保持畅通的购货渠道，备品备件要专人管理，并经常进行清点核对，要按照说明书上的保管要求进行保管，确保维修更换的需要。

5 结语

造型线液压系统是造型线稳定运行的重要保证，相对来说也是一个相当复杂的系统。笔者对该系统的应用注意事项作了简单的归纳总结，难免挂一漏万，但这也是笔者对造型线设备应用的一些体会，希望能够对铸造从业者有所帮助。

[1]GB/T 25133—2010液压系统总成 管路冲洗方法[S].北京：中国标准出版社.

[2]李 峰，刘小龙.如何提高造型线液压系统可靠性[D].北京：中国科学院上海冶金研究所，2000.

About Hydraulic System of Molding Line

LI BaiQiang，MA Ying
（The 4th Design and Research Institute of Machine Building Industry,Luoyang 471039,Henan China)

Some matters needing attention to the application of the moulding line hydraulic system have been simply introduced,some experiences in design,manufacture,installation,production management and maintenance of the hydraulic system been summarized and some useful suggestions been put forward.

Molding line；Hydraulic system；Design；Manufacture；Maintenance

TG231.6;

B；

1006－9658（2011）05－3

2011－05－17

2011－068

李百强（1979－），男，工程师，主要从事铸造设备设计研究