60MN卧式钢管热挤压机液压泵运行优化

摘 要：宝钢特钢钢管厂2009年投产的60MN扩孔机卧式钢管热挤压机液压系统液压泵使用寿命短。在满足生产工艺要求的前提下，优化液压泵运行模式，改善液压泵使用环境，延长使用寿命。

关键词：60MN扩孔机卧式鋼管热挤压机液压泵；优化运行；延长使用寿命

一、60MN卧式钢管热挤压机液压系统简介

宝钢特钢钢管厂2009年投产的60MN扩孔机卧式钢管热挤压机液压系统动力源有：7台动作泵，6台供蓄能器泵，1台控制油泵，1台辅助动作泵，及12组活塞式蓄能器组成；集成控制阀块主要有：BG30为7台动作泵压力控制集成块，BG18为6台供蓄能器泵压力控制集成块，BD20为1台控制油泵压力控制集成块，BD21为1台辅助动作泵压力控制集成块，BG25为12组活塞式蓄能器高压油输出控制集成块；BG31为挤压杆动作控制集成块，BG32为挤压芯棒动作控制集成块，BG33为挤压桶动作控制集成块，及其他辅助动作控制集成块；执行元件主要有：1台主缸，2台上下侧缸，2台水平侧缸，4台挤压桶动作缸，及其他辅助动作油缸组成。挤压机待机时，12组活塞式蓄能器由6台供蓄能器泵提供液压油，蓄能器液压油压力提高至320Bar，压力控制液压泵输出流量降至接近0L/min，液压泵始终保持320Bar压力下工作；挤压机实施挤压时，7台动作泵，6台供蓄能器泵及及12组活塞式蓄能器组同时提供高压油；除挤压动作外，其余挤压机动作，由7台动作泵根据设定要求提供液压油。

二、使用过程中出现挤压机液压泵损坏频繁的问题

挤压机投入使用后，多次发生为12组活塞式蓄能器提供高压液压油的6台液压泵损坏，液压泵损坏后产生的金属颗粒进入液压系统，严重影响液压系统的安全运行，被迫停产检修，更换液压泵，清洁液压系统。

三、挤压机液压泵损坏频繁的问题产生原因简析

经观察发现，挤压机处于待机时，12组活塞式蓄能器由6台供蓄能器泵提供液压油，蓄能器液压油压力提高至320Bar，压力控制液压泵输出流量降至接近0L/min，液压泵始终保持320Bar压力下工作。此时液压泵在高压状态下处于极小流量输出，液压泵发热高，输出流量小，散热条件差，液压泵处于极恶劣的工况下运行，易造成液压泵组损坏。

四、优化优化液压泵模式，改善运行环境

为改变挤压机处于待机时，液压泵在高压状态下处于极小流量输出，液压泵发热高，输出流量小，散热条件差，液压泵处于极恶劣的工况下运行的状态。经对该液压系统分析，挤压机处于待机时拟采用设定液压压力于315Bar至305Bar，即液压压力达315Bar时，液压泵处于卸荷状态；液压压力泄漏降至305Bar时，液压泵建立高压，为蓄能器供油；液压压力升至315Bar时，液压泵再次处于卸荷状态。

五、理论计算，优化运行能否生产需要

60MN卧式钢管热挤压机主要相关参数：操作压力为270Bar至300Bar，挤压坯料最长为1300mm，挤压主缸直径为1270mm，上下侧缸直径为500mm，水平侧缸直径为500mm，活塞式蓄能器气包容积为3600L，活塞容积为745L，蓄能器气体压力高于260Bar，挤压过程中气体温度不变。

由上述条件可计算，挤压机采用最高压力，挤压最长坯料，即挤压机挤压一次需要最多的高压液压油的容积为：

根据理想气体阿伏加德定理：

因挤压过程中气体温度不变，即P1*V1=P2*V2

挤压过程中操作压力为270Bar至300Bar，12组活塞式蓄能器可提供高压液压油容积为：

V=12*（260/270*（3600+745）-260/300*（3600+745））=5020.9（L）

通过计算可得出，12组活塞式蓄能器有能力为挤压过程提供足够的高压液压油。

六、通过优化计算机控制程序，调整液压泵运行模式

通过修改计算机控制程序，挤压机处于待机时设定液压压力于315Bar至305Bar，即液压压力达315Bar时，液压泵处于卸荷状态；液压压力泄漏降到305Bar时，液压泵建立高压，为蓄能器供油。优化液压泵运行模式后，挤压机处于待机时蓄能器液压压力曲线见下图，液压泵消除了在高压状态下处于极小流量输出的状态，液压泵运行工况明显改善，使用寿命得以明显延长。

参考文献：

[1]雷天觉.液压工程手册.北京：机械工业出版社，1990.

[2]徐惠炳.国外低速大扭矩液压泵.北京：煤炭工业出版社，1978.

[3]史纪定，等.液压系统故障诊断与维修技术.北京：机械工业出版社.

[4]李中兴，等.液压系统设备管理维护手册.上海：上海科学技术出版社.

作者简介：周强（1966-），男，上海人，本科，高级工程师，研究方向：冶金机械设备技术。