转炉活动烟罩液压系统轴向柱塞泵压力异常波动分析及解决措施

侯长利

（山西太钢不锈钢股份有限公司，山西 太原 030000）

活动烟罩在转炉生产中起着至关重要的作用，如果活动烟罩升降不正常将直接导致烟气回收不充分，造成冒烟环保事故，严重时还会导致停产，后果十分严重。本文介绍的柱塞泵主要由主轴、壳体、配流盘、斜盘、滑靴等组成（图1所示），是活动烟罩液压站中的动力源，它运行状态的良否将直接关系到活动烟罩升降的质量。

图1 油泵原理图

1 系统压力异常波动的原因查找

在日常设备维护作业过程中，我们发现3号炉活动烟罩液压站的1号、2号泵时而发生剧烈振动现象，高压油管的振动肉眼可见，压力表指针大范围波动。如此强度的压力波动，导致的直接后果就是油泵寿命大大缩减，需频繁更换油泵。而且由于振动剧烈，使得油管、密封等部位极易受到损坏，造成漏油，从而导致液压系统停止工作，进而影响生产。

1.1 可能存在的原因分析

通过拆解柱塞泵并对液压系统进行分析，可从以下几方面寻找原因：

1）油液中混入空气。空气的来源一部分系油箱密闭不严所致，另一部分则是因油泵泄油口在油液液面以上，其流回时会带入大量空气。如果液压系统中渗入空气，油液中的气泡进入柱塞泵内部，在斜盘与滑靴之间破碎而发出噪音，使振动变大。同时油液中混有空气，会使油液润滑功能下降，无法充分进行润滑，加剧滑靴与斜盘间磨损，进而造成油泵内冲击振动，温度升高，压力波动。

2）油泵吸入口吸空。液压泵运转时，如果油泵进油口被阻塞，液压油不能充满油泵吸油腔，使其内部部分产生真空，形成负压。这时，液压油内溶解的气体便会有一部分析出，形成气泡。这些气泡在油泵内部受到挤压后破碎，从而形成噪音以及压力冲击。

3）油泵转子不平衡。若油泵转子不平衡也会造成油泵抖动、压力异常波动。但此情况一般为孤立事件，是个别油泵始终存在的，而不可能是多台油泵同时存在，且发生变化的趋势较慢。因此转子不平衡的原因可以排除。

4）溢流阀损坏。若溢流阀中弹簧失效，系统中油液以不规则形式溢流回油箱，也会导致系统压力异常波动。

1.2 可能原因对应的解决措施

在解决上述系统压力波动问题时，主要采取了以下几种方法：

1）更换柱塞泵。短期内故障消除，但无法持续，短则数周，长则数月，故障依然会复发。通过拆解油泵发现内部轴承有损坏，系剧烈震荡所致（如下页图2、图3）。

图2 轴承损坏

图3 破碎残骸

2）更换系统油液。效果明显，油泵寿命大幅增加，油泵更换频率明显减小，系统压力波动趋缓。判断主要原因系油液污染所致。

3）清洗油泵压力控制阀、系统换向阀、锥阀等。未见效果，判断液压阀正常，非故障原因所在。

4）更换系统溢流阀。未见明显效果，判断溢流阀正常，非故障原因所在。

5）检修时将泄油口延长，直接插入油液液面以下，效果良好。

2 系统压力异常波动原因分析

系统更换液压油后，油泵异音明显减小，管路振动大幅改善，故障基本排除。分析为油液变质（混入空气、混入杂质）导致润滑变差，使得滑靴与斜盘磨损增大，油泵内存在压力冲击，振动剧烈；同时泄油管回油箱后油管暴露在液面以上，油液回流会带入空气，使油液中混入空气，加剧磨损，对泵造成损害，且振动加剧引起系统压力异常波动，影响设备正常功能的使用。

3 系统压力异常波动解决措施

柱塞泵在使用过程中，油液的清洁是生产顺利进行的重要保证。图4为力士乐A10VSO轴向柱塞泵在水乙二醇下的使用工况。当油液中混入水、杂质等时，油液会变质失效，污染的油液会对油泵造成巨大的伤害。

图4 水乙二醇使用工况

1）系统选用合适的液压油。本系统根据现场实际情况，选择使用水乙二醇作为工作介质。

2）保证系统的密封性，防止空气、水等进入系统，污染油液。

3）液压系统过滤器的滤芯需定期进行更换。油液中的杂质等都是依靠滤芯进行过滤，时间久了滤芯会很脏，若不及时进行更换就会污染油液。所以滤芯需定期更换，应在每次换油时就将其同步更换。

4）防止油液进水。水会严重污染液压油，还降低油的润滑性，增加元件的磨损。因此日常点检时应重点检查这一点，尤其是冷却器等部位的进水情况。

5）定期更换系统油液。系统中的油液在使用一定期限之后会发生变质，逐渐乳化，使得液压油的部分功能丧失，润滑性变差，混入空气、杂质等。此时再使用这样的液压油会给系统带来严重的安全隐患，甚至造成伤害。

以上是引起轴向柱塞泵振动的简单原因分析及预防措施，未必是全部或主要原因，情况个例不足以作为标准，具体问题还需具体分析，综合判断，以期找出病因，从根本上解决问题。