余游 米保军 李小强
[摘 要]韶钢炼钢厂4号板坯连铸机扇形段夹紧油缸上带有安全阀块，该阀块的主要原件选用螺纹式插装阀。螺纹阻尼孔经常因液压冲击和振动而松动并损坏，甚至造成整个安全阀块报废；平衡阀也因强烈的冲击致使阀芯断裂，同时出现故障时处理十分不便，影响生产的正常进行。针对这种现象，为了降低安全阀块的故障率，提高扇形段软压下系统的稳定性，降低备件成本，故对安全阀块等进行可行性改造。
[关键词]安全阀块 平衡阀 液压锁 改造
中图分类号：TE825 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2017）01-0012-01
韶钢炼钢厂4号板坯连铸机自投产以来，由于安全阀块本身设计存在缺陷和現场的使用环境，故障率居高不下。因难于避免强烈的液压冲击导致部分液压元件损坏，而出现油缸无动作、频繁夹紧或松开、只有一个方向动作或在生产过程中达不到设定的目标值等故障，严重影响了4号板坯连铸机生产的稳定，制约着铸坯质量的提高，影响了产品的研发。为了降低安全阀块的故障率，保障生产的稳定可控、提高铸坯质量，给我厂产品的研发创造良好的设备条件，决定对扇形段安全阀快进行可行性改造。
1 常见故障例举及要因分析：
4号板坯连铸机扇形段夹紧缸安全阀块主要原件大多采用螺纹连接装配，其结构复杂。其工作原理如图1。主要由两个平衡阀E、F；两个单向阀H、I；两个阻尼孔J、K；一个溢流阀D及一个梭阀G；一个中位机能为“Y”型的三位四通电磁换向阀C组成。当换向阀C交叉位（a）得电时，液压油依次由B口经过梭阀G、平衡阀D、阻尼孔K再到油缸的有杆腔，无杆腔的液压油依次由阻尼孔J和或单向阀H、平衡阀F、梭阀G再由A口流向T回到油箱，这时油缸活塞杆收回，整个段压下；当电磁换向阀C平行位（b）得电时液压油由A依次经过梭阀G、平衡阀F、阻尼孔J再到油缸无杆腔，有杆腔液压油依次由阻尼孔K、平衡阀E、梭阀G，再由B口流向T回到油箱。由此可见，当平衡阀E、F、梭阀G、阻尼孔J、K其中任何一个液压元件出现故障时该油缸都将无法正常动作。
为了避免强烈的液压冲击损坏部分液压元件而出现油缸无动作、频繁夹紧或松开、只有一个方向动作或在生产过程中达不到设定的目标值等故障。经过长期的探索分析得出上述故障的主要原因和设计缺陷主要有以下几点：
1.1 插装阀对加工精度要求较高，如果加工精度满足不了要求，密封件易损坏造成堵塞、泄漏、油液污染等故障。
1.2 由于强烈冲击导致阻尼孔松动，使阻尼孔无法起到有效的节流作用而导致流量无法控制，达不到精确的设定目标值而造成频繁出现夹紧或松开故障现象，平衡阀也因强烈的冲击和振动导致阀芯断裂，单向阀、梭阀阀芯也会出现脱落的风险，同样电磁换向阀也会因强烈的冲击和频繁的动作而加剧磨损，事故将进一步恶化。
1.3 阻尼孔如被冲入安全阀块的其他部位将会导致整个安全阀块报废。
1.4如果因阻尼孔堵塞而导致油缸无法正常工作时，必须更换阻尼孔或甚至整个安全阀块。
1.5 单向阀阀芯因强烈的震动而脱落时也可导致该安全阀块相对应的油缸无法正常动作。
1.6 平衡阀节流孔堵塞、阀芯断裂或内泄时油缸将会出现频繁夹紧或松开故障现象，此时就必须更换安全阀块或平衡阀，但因无法准确判断哪个平衡阀故障，必须同时更换两件平衡阀，增加了备件成本。
综上所述改造前的安全阀块主要元配件容易出现故障，对生产稳定性和铸坯质量有较大的影响，且处理极不方便和维修成本相对较高。为保证生产的稳定和提高产品的质量，有效的降低备品备件的成本，决定对扇形段安全阀快进行可行性的改造。
2 改造措施
如图2可以知道，对安全阀块做了较大的改动，主要元件组成由三位四通换向阀1、液压锁2、阻尼板3、单向阀4、溢流阀5、6。其中溢流阀6是改造后增加的，其主要是防止换向阀卡阻在b位时油缸活塞杆不断下降而导致油缸地脚螺丝崩断；把无杆腔的单向阀安装的位置改在阻尼板上，可以减轻液压冲击带来的伤害，当该单向阀在出现故障时也可便捷的更换处理；把平衡阀取消，用双向液压锁取而代之，从实际使用情况看来，液压锁工作时的稳定性和性价比要优越于平衡阀。
3 改造后效果
从2009年10月扇形段安全阀块改造后至今，大大的降低了故障率，压不到位或压过头、只有一个方向动作等故障现象基本没有出现过，稳定了动态软压下性能，提高了铸坯质量，铸坯综合合格率由2008年的99.07%提高到了2010年的99.75%。同时也大大的缩短了故障处理时间，避免了人力、物力的浪费，降低了备件成本。
4 结束语
通过这个实例分析体会到：
4.1系统中相关元件的匹配是系统设计的一个重要因素。
4.2 在选用液压锁、溢流阀等液压元件时，应了解其结构类型及重要的性能参数；了解使用工况等。
4.3在处理技术问题时，出现问题不可怕，只要敢想，并结合平常使用成熟的产品，就一定能解决问题。
参考文献
[1] 路甬祥.液压气动技术手册.北京：机械工业出版社，2002；
[2] 张利平.液压转动系统及设计.北京：化学工业出版社，2005；
[3] 张利平.液压阀原理、使用与维护.第2版.北京：化学工业出版社，2009；
