摘要：本文介绍卸糨系统中侧臂牵车机液压系统由于设计不合理，背压高的原因分析及改进方法。
要害词：牵车机　液压系统　背压　改进

1　前言

华能珞璜电厂装机容量为4×360MW，年耗原煤在3，500，000T以上，原煤靠火车运至厂区卸煤站。卸煤系统全套引进法国CDF公司80年代未期的产品，该系统主要由翻车机、牵车机、脱钩台、移车台及顶推器组成。这些系统的运行靠电液控制液压系统实现，非凡是牵车机设备是将单节重量80T的煤车由40多节载重煤车牵引进翻车机，实质是一个火车机头的作用。牵车机在运行中发生过一些问题不能正常运行，如牵车机出现大臂液压油缸在大臂下降时前腔压力高，油缸前腔顺序阀破裂，大臂下降不平稳，回油温度高，回油散热器损坏等多种故障。为此，经过多年的摸索与探索，非凡是吸收消化进口技术，设备国产化方面我们作了一些努力，现就对设备的故障及改进我们作如下介绍。

2　牵车机液压系统

2.1　基本参数
最大牵引力400KN
牵引重车的前进速度0.4M/S
空载后退速度1M/S
液压装置功率2×90KW
大臂自重2.5T
总重量31T
液压系统的主要性能参数
系统流量50L/min
工作压力80bar
液压油泵型号DB627P，标准排量36mL/r
液压油32＃抗磨液压油
油箱500L
大臂升降时间10秒
系统油压力40bar

牵车机示意图
1、大臂油缸2、牵车机车体3、大臂

2.2　牵车机简介

牵车机由相互独立的三个机械系统分别完成行走、侧臂升降及车厢挂钩联接销的起落。各个机械部件动作都由液压元件根据计算机给出指令按逻辑关系执行，其中大臂升降过程影响了整个翻车机系统运行周期。牵车机大臂在牵重车时放平，当把整列重车牵引到位并分离出单节煤车牵入翻车机后，牵车机脱钩大臂升起，后退再次牵引整列重车，完成一个循环。液压系统中执行大臂升降动作的液压油缸为φ80×φ140×760，为了防止液压缸及其联在一起的工作部件因自重而下滑，在液压系统中设有平衡回路。还包含有压力控制回路，如调压、卸荷、卸压、保压、减压、平衡及差动补偿等多种回路。

2.3　工作原理

电机带动液压泵2转动，当三位四通换向阀5处于中位时，液压油经过电磁溢流阀3卸荷回到油箱1。当大臂升起指令发出后，电磁溢流阀3失电，变换为机械式限压溢流阀起到保护油泵的作用。三位四通换向阀5右侧带电，阀芯处于右侧位置，液压油经右侧单向节流阀6推动液控三位四通阀8阀芯左移，使高压油经单向阀12、平衡阀10的单向阀向液压缸11前腔供油，活塞杆回缩，侧臂升起。后腔油经三位四通液控阀8回油箱，大臂升起到位。位置开关发出到位电信号给计算机，三位四通阀5失电，阀芯在弹簧力作用下回中位。同时电磁溢流阀3带电，变为单向阀液压油直通油箱。当大臂下降指令发出后，同理，电磁溢流阀3失电，三位四通换向阀5左侧带电，液控三位四通阀左侧动作，液压油进入大臂油缸的后腔，同时，该液压通过调节阀9打开平衡阀10的顺序阀，前腔油经顺序平衡阀10及单向阀7组成的差动补偿回路再次回到后腔。高压油进入液压缸后腔推动活塞杆伸出，大臂下降。

3　液压故障分析

从牵车机的工作情况分析，大臂有自重，举升过程由于油缸前后腔面积不同及在上升和下降时所需的压力差，在前腔设计了顺序阀。顺序阀的作用是在油缸的回油侧形成背压，使大臂油缸负载变动时仍能平稳运动，防止因重力使大臂忽然下落或马达飞速，为使液流能反向通过，顺序平衡阀中还设有单向阀。大臂油缸在下降工作过程中，液控三位四通换向阀8将压力油通至后腔，同时压力油通过节流阀9将顺序平衡阀10打开，前腔卸压，大臂油缸向前运动，大臂下降。在下降过程中，大臂自重使前腔回油背压高，而前腔活塞面积小，后腔断面大，经过差动补偿回路，前腔的回油进入后腔，通过压力积累，使得油缸前端最高压力达到520bar，远远超过油缸设计的极限值。而另一方面平衡回路顺序阀是为了防止大臂因自重超速，当后腔压力达到一定时，从调节阀9来的压力才能克服顺序阀的弹簧力，顺序阀才能打开，大臂下降。但顺序阀一旦打开，则后腔压力下降系统压力不足以克服顺序阀的弹簧力造成顺序阀在弹簧力作用下又关闭，大臂下降停止。后腔压力再次升高打开顺序阀，臂又再次下降，形成一降一停的“点头”现象。为了消除这种现象，调节顺序阀的流量使顺序阀开度衡定，大臂油缸才能匀速工作。在实际运行过程中，大臂前腔压力严重超标达520bar，并伴有振动和噪声，手摸出油管温度高。液压系统的设计最高压力为250bar,从建厂以来多次出现油缸前腔密封损坏、油缸前腔进油口焊缝出现裂纹，铝制顺序阀断裂，并且背压高速节流，回油油温升高，在重庆地区夏季多次出现牵车机油箱油温高报警停机，迫使全部卸煤系统停运，等待油温冷却后才能继续作业，严重影响设备的运行，给电厂的安全带来了隐患。



1.液压油箱2.液压油泵3.电磁溢流阀1、内控外排溢流阀2、调节阀
4.单向阀5.三位四通换向阀6.单向节流阀
7.单向阀8.液控三位四通换向阀9.调节阀
10.带旁通单向阀的平衡阀11.液压油缸
12.单向阀

4　液压系统的改造及解决办法

在原设计的基础上，要使大臂油缸在下降时前端压力降低，首先经过分析计算，前腔要承受大臂自重所需压力190bar,同时大臂运动过程中（下降）启动压力需5bar。要想降低后腔压力，根据油系统工作原理，前腔的回油由于差动补偿全部进入后腔，前腔出油由顺序阀控制，顺序阀的开启压力来至于后腔液压油，后腔液压油油压稳定性直接影响前腔顺序阀工作稳定性。因此通过在后腔进油口处增设一内控外排溢流阀，溢出的液压油直接回到油箱，增加的溢流阀使系统压力维持在一个衡定值范围内5-10bar，使被控制的系统的压力维持恒定，实现调压，稳压和限压。后腔油管线上溢流阀在液压系统中的应用根据溢流阀的压力-流量特性完全能满足需要。它表征溢流量变化时溢流阀进口压力的变化情况，即进油压力一达到调压弹簧所稳定的压力后立即溢流，且不管溢流量多少，压力始终保持恒定。在前腔管线上增设调节阀，控制进出油量。通过加装溢流阀和调节阀后，油缸背压陡降至200bar左右，实现了最初改造的目的，油缸前腔压力高，油缸前腔顺序阀破裂，大臂下降不平稳，回油温度高等故障等都消除，保证了设备的安全运行。

5　改造后的结果及经济分析

从90年建厂发电到此次液压系统改造前，总计因各种原因损坏油缸四根，顺序阀破裂五个左右，严重影响珞璜电厂卸煤系统的安全稳定运行。每支大臂油缸价值4万多元,而顺序阀每个进口价4000元。通过此次牵车机的液压系统改造，系统背压大大下降，再未出现大臂油缸和平衡阀的损坏，共节约设备更换资金约13万元，经济效果明显，大大提高了设备的健康水平，保证了全厂的安全生产。

6　结束语

经过大家密切合作，不断改进，大臂背压高的不足已改进，达到了设计要求，满足了工作需要。目前，我国正进行大规模电厂建设，迫切需要自动化程度高的卸煤设备。上述液压系统的改进，具有较大的参考应用价值。
[参考文献]
[1]　梁蕴蓉输煤设备及运行重庆大学热能工程学院
[2]　雷天觉液压工程手册机械工业出版社
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