1、引言
蘭州鋁業公司碳素廠500 t殘極
破碎機是電解鋁用陽極生產中的一臺重要設備，其作用是將陽極生產中的殘次陽極塊破碎后與陽極原料混合后再次利用。此設備的生產能力、工作穩定性和運行可靠性對陽極生產有著重要的作用。
此設備安裝后，一直未能達到設計能力，主要表現在：主缸加壓無力，速度過慢，甚至不能破碎陽極塊；輔助缸回程速度慢。在一次工作中主缸已不能退回，造成設備停用。
根據設備出現的問題和故障，筆者對原液壓系統進行了詳細分析，提出改進措施及時處理了故障；并按最低成本的原則對原系統作了部分改進。
2、原液壓系統工作原理
圖1所示為500 t殘極破碎機的部分液壓系統原理圖。主控制回路為插裝閥結構，兩臺手動變量泵為系統供油，由插裝溢流閥實現兩級壓力控制（輔助缸快進和快退為低壓，主缸加壓破碎為高壓）。主缸是單作用柱塞缸，輔助缸是雙作用活塞缸，采用分流集流閥實現兩缸的同步運動，并帶動主缸快進和快退；主缸與輔助缸一起實現加壓破碎。充液閥由雙作用活塞缸控制開啟與關閉，實現主缸快進時的充液與快退時向油箱排液。充液閥開啟與關閉的動作由一級疊加閥控制，控制壓力取自主控制回路。
破碎機的自動循環動作通過PLC來控制。
3、問題和故障的分析
1)主缸加壓無力，經筆者分析速度過慢的原因是在快進轉加壓的過程中，由于主油路瞬間失壓導致控制油路無壓造成充液閥不能完全關閉所致。因為加壓時充液閥必須完全關閉，才能保證主缸中建立與負載對應的壓力，而充液閥不能完全關閉液壓泵供油就有一部分經充液閥返回油箱，主缸速度必定過慢；自然也建立不起足夠的壓力，不能破碎陽極塊。
2)輔助缸回程速度慢，則是充液閥不能完全開啟，主缸回油不暢所致；主缸不能退回的原因當然是充液閥沒有開啟主缸無法排油造成的。
4、故障排除和系統改進
原系統設計中控制充液閥動作的控制油路壓力取自主油路，主油路中油壓力的變化將直接影響控制油路的壓力。
為了排除故障，我們采用最簡單的辦法（調整PLC程序），在快進轉加壓的過程中，將控制主缸加壓的插裝閥的先導電磁閥推遲幾秒鐘開啟，待控制壓力使充液閥關閉后再開啟插裝閥。經幾次試驗，最終確定推遲2s即可達到正常加壓破碎陽極塊的能力。
同祥，輔助缸回程的轉換時間點也應推遲，待控制壓力使充液閥完全開啟再開啟插裝閥使輔助缸快速退回。
盡管做了以上處理，仍存在輔助缸回程速度較慢的問題。為了徹底解決這些問題，對原系統作了如下改進：在控制油路中加設蓄能器以維持控制油路的壓力，保證充液閥的正常動作（完全開啟或關閉）。
從最低成本的原則出發，在疊加閥組中增加一疊加塊，引出旁通油路與蓄能器（工作體積為1 L）相連，如圖2所示。
這樣，在主油路壓力高時，蓄能器蓄壓；在主油路壓力低時，蓄能器維持控制油路的壓力不致喪失，從而保證充液閥完全開啟或關閉。
改進的系統安裝使用后達到了預期的效果。快進、加壓、快退工況轉換正確，輔助缸回程速度明顯加快，提高了生產效率。現已正常運行4個月，解決了長期困擾碳素廠殘極積壓的問題。
5、結論
液壓系統中控制油路的壓力取自主油路時，主油路中油壓力的變化將直接影響控制油路的壓力，有可能造成控制油路不能正常工作。要避免這種影響和干擾，最簡單和低成本的方法是加設蓄能器。
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