Эксплуатация гидропривода металлургических машин


В. А. Сидоров, Е. В. Ошовская, С. А. Бедарев







                ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГИДРОПРИВОДА МЕТАЛЛУРГИЧЕСКИХ МАШИН




Учебное пособие

















Москва Вологда «Инфра-Инженерия» 2022

УДК669.01:621.6
ББК 34.3
     С34

Р е

          Рекомендовано учёным советом ДонНТУ в качестве учебного пособия для студентов, обучающихся по направлению подготовки 15.03.02 « Технологические машины и оборудование» с профилем «Металлургические машины и оборудование» (протокол № 9 от 18.12.2015 г.)

цензенты :

заведующий кафедрой энергомеханических систем Донецкого национального технического университета доктор технических наук,
профессор Кононенко А. П.;
кандидат технических наук, профессор, профессор кафедры машин металлургического комплекса Донбасского государственного технического университета (г. Алчевск) Улъяницкий В. Н.


       Сидоров, В. А.
С34     Эксплуатация гидропривода металлургических машин : учеб-
      ное пособие / В. А. Сидоров, Е. В. Ошовская, С. А. Бедарев. -Москва ; Вологда : Инфра-Инженерия, 2022. - 316 с. : ил., табл.
         ISBN 978-5-9729-0822-6

       Рассмотрено общее устройство металлургических машин, имеющих гидравлический привод. Представлены конструктивные решения и особенности элементов гидропривода: насосов, клапанов, уплотнений, фильтров, аккумуляторов. Освещены вопросы эксплуатации гидравлического оборудования: монтаж, техническое обслуживание, характерные отказы, ремонт и восстановление, методы и приёмы технического диагностирования.
       Для студентов металлургических специальностей. Может быть полезно мастерам и механикам металлургических предприятий, занимающихся эксплуатацией и ремонтом механического оборудования с гидравлическим приводом.

УДК669.01:621.6
ББК 34.3




ISBN 978-5-9729-0822-6 © Сидоров В. А., Ошовская Е. В., Бедарев С. А., 2022
                     © Издательство «Инфра-Инженерия», 2022
                     © Оформление. Издательство «Инфра-Инженерия», 2022

        СОДЕРЖАНИЕ


ВВЕДЕНИЕ.........................................5

1. ОБЗОР ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА.....................7
1.1. Гидравлический привод машин доменного производства.................................7
    1.2. Гидравлический привод машин сталеплавильного производства................................19
1.3. Комплекс механизмов с гидравлическим приводом машины непрерывного литья заготовок..........34
1.4. Гидравлический привод машин прокатного производства................................44
    1.5. Гидравлический инструмент..............59
Вопросы для самостоятельного контроля к 1 главе.70

2. КОНСТРУКТИВНЫЕ РЕШЕНИЯ И ОСОБЕННОСТИ ЭЛЕМЕНТОВ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА...............71
    2.1. Гидравлический бак и гидроаккумуляторы.71
    2.2. Гидравлические насосы..................81
    2.3. Гидравлические линии...................93
2.4. Система управления гидравлическим приводом - направляющая аппаратура.........106
    2.5. Система управления гидравлическим приводом -регулирующая аппаратура....................119
2.6. Уплотнения в элементах гидравлического привода....................................140
    2.7. Очистка рабочей жидкости..............156
    2.8. Исполнительные элементы гидравлического привода....................................172
Вопросы для самостоятельного контроля к 2 главе.183


3

  3.  ТЕОРИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ПРИВОДА.............185
      3.1. Физические основы гидравлического привода....................................186
      3.2. Рабочие жидкости......................205
      3.3. Гидравлическая схема..................221
  Вопросы для самостоятельного контроля к 3 главе.235

  4.  ЭКСПЛУАТАЦИЯ ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ...................................237
      4.1. Монтаж элементов гидравлического привода.....................................237
      4.2. Техническое обслуживание гидравлического оборудования................................249
      4.3. Характерные отказы элементов гидравлического привода.....................................263
      4.4. Ремонт и восстановление элементов гидравлического оборудования...............277
      4.5. Техническое диагностирование элементов гидравлического привода....................292
  Вопросы для самостоятельного контроля к 4 главе.310

  СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ..............................312


4

        ВВЕДЕНИЕ


      Гидравлическое оборудование в настоящее время стало неотъемлемой частью металлургического производства. Преимущества гидропривода - компактность, небольшие скорости, точность позиционирования, большие развиваемые усилия, возможность работы в тяжёлых условиях позволяют постоянно увеличивать перечень металлургических машин, имеющих гидравлический привод. В тоже время технический уровень оборудования формируется, не только, проектными и конструкторскими решениями, качеством изготовления, но и правильной эксплуатацией и обслуживанием, осуществляемым персоналом металлургических предприятий и подрядных фирм. Обеспечение работоспособного состояния машин и механизмов - основная задача ремонтной службы металлургического предприятия, достижение которой выполняется за счёт своевременного и качественного проведения ремонтов и технического обслуживания. Главным фактором при поддержании работоспособного состояния является квалификация персонала, инженерно-технических работников ремонтных служб. Качество ремонта оборудования определяет затраты на содержание оборудования, стоимость выпускаемой продукции, затраты на ликвидацию внеплановых остановок и аварийных ситуаций.
      Появление новых ремонтных технологий, инструментов, стратегий технического обслуживания; повышение требований к показателям надёжности оборудования металлургических агрегатов; повышение эффективности проводимых ремонтов требуют повышения квалификации ремонтного персонала. Поэтому основной задачей, решаемой в данной книге, является ознакомление с назначением, устройством и правилами технического обслуживания и ремонта элементов гидропривода металлургических машин.
      Книга включает четыре части. В первой части проведен обзор гидравлического оборудования в привязке к цехам и технологическим циклам предприятий металлургического комплекса,

5

рассмотрено общее устройство металлургических машин, имеющих гидравлический привод. Во второй части рассмотрены конструктивные решения и особенности элементов гидропривода: насосов, клапанов, уплотнений, фильтров, аккумуляторов и др. Третья часть посвящена теории гидропривода, включая физические основы, свойства рабочих жидкостей и гидравлические схемы. Четвёртая часть объединяет вопросы эксплуатации гидравлического оборудования: монтаж, техническое обслуживание, характерные отказы, ремонт и восстановление, методы и приёмы технического диагностирования.
      Книга предназначена для изучения студентами-механиками дисциплины «Эксплуатация гидравлического привода», может быть полезна мастерам и механикам металлургических предприятий, занимающихся эксплуатацией и ремонтом механического оборудования с гидравлическим приводом.

6

        1. ОБЗОР ГИДРАВЛИЧЕСКОГО ОБОРУДОВАНИЯ
        МЕТАЛЛУРГИЧЕСКОГО КОМПЛЕКСА


        1.1 Гидравлическим привод машин доменного производства

     Машины доменного производства, оснащённые гидравлическим приводом, расположены, в основном, на следующих производственных участках:
     1) клапанное оборудование воздухонагревателей;
     2)      колошник доменной печи - клапаны и загрузочное устройство;
     3)      литейный двор - машины вскрытия и закрытия чугунной лётки, манипулятор и качающийся жёлоб.
     Клапанное оборудование воздухонагревателей. На участке воздухонагревателей доменной печи гидравлическим приводом могут быть оснащены: отсечной клапан холодного дутья, шиберный клапан горячего дутья, дымовой и перепускной клапаны. Гидроприводы приводятся в действие от центральной насосноаккумуляторной станции воздухонагревателей.
     Клапан горячего дутья, служит для полного отделения воздухонагревателя от трубопровода горячего дутья. Через него проходит весь воздух, нагреваемый в воздухонагревателе до температуры 1100... 1200 °C. Основные детали клапана имеют водяное или пароиспарительное охлаждение.
     На рисунке 1.1 показан общий вид клапана горячего дутья со свободным опусканием диска и водяным охлаждением. Клапан состоит из корпуса 6, крышки 5, полого диска 9 и двух полых направляющих колец 7. Диск и кольца охлаждаются водой. К диску вода подводится по трубам 1 и 4, смонтированным в траверсе 3. К траверсе крепится рым-болт 2, соединяющий диск с приводом.


7

      К направляющим кольцам вода подводится по трубам 11 и 13. Предусмотрено охлаждение внутренней и наружной поверхностей корпуса возле колец. Внутренняя стенка между кольцами охлаждается воздухом, который проходит по кольцевой полости, образованной полосой 14 из легированной стали, а наружная поверхность корпуса - водой, поступающей между корпусом и рубашкой 10.
      Диск движется между направляющими свободно. Перекрывается трубопровод прижатием диска к кольцам давлением воздуха. Внутренняя полость диска снабжена перегородками 8 для эффективного использования потоков охлаждающей воды. Форма перегородок в значительной мере определяет срок службы диска. Привод клапана может быть электромеханическим или гидравлическим.

Рисунок 1.1 - Клапан горячего

дутья

Рисунок 1.2 - Клапан горячего дутья с гидроприводом

8

      Одна из конструкций клапана горячего дутья, оснащённого гидравлическим приводом показана на рисунке 1.2. Гидроцилиндр 1 установлен непосредственно на клапане и имеет клиновое соединение штока 2 с крышкой 3. Корпус гидроцилиндра 1 связан с траверсой 4, внутри которой проходят трубы 5 водяного охлаждения диска (шибера) клапана, перемещающегося под действием гидроцилиндра.

      Использование гидроцилиндров в приводе клапана горячего дутья, расположенных с двух сторон ниже траверсы (рисунок 1.3), позволяет повысить компактность привода. Применение гидравлического привода позволяет автоматизировать процесс переключения клапанов, снизить время и повысить безопасность переключения.

Рисунок 1.3 - Клапан горячего дутья:
1 - траверса; 2 - упоры; 3 - крышка; 4 - конечный выключатель; 5 - трубы; 6 - корпус; 7 - гидроцилиндр; 8 - кольцо; 9 - диск

9

      Клапаны бесконусного загрузочного устройства. Беско-нусное загрузочное устройство (БЗУ) доменной печи лотковое или типа «воронка - склиз» (рисунок 1.4) предназначено для приёма шихтовых материалов и загрузки в печь с распределением по колошнику в соответствии с заданной программой, а также для герметизации рабочего пространства печи.
      Загрузочное устройство состоит из приёмной воронки 1, в которую поступают шихтовые материалы 2, которые направляются в один из двух параллельных шихтовых трактов 4, предназначенных для накопления и шлюзования подаваемой в печь шихты; распределителя 15, осуществляющего укладку её на колошник; основания 14, на котором смонтированы шихтовые тракты и распределитель шихты. Поворотные заслонки 3 разгрузочных отверстий, верхние 5 и нижние 8 газоотсекающие клапаны и челюстные затворы 7 приводятся в движение при помощи плунжерных гидроприводов с реечной передачей 6, 9, 10. Гидросистема управления челюстными затворами, обеспечивает точную остановку и фиксацию челюстей в любом заданном промежуточном положении. Под нижним газоотсекающим клапаном расположено отсечное устройство для отделения шихтового тракта от доменной печи, выполненное в виде плоской листовой задвижки 11 с гидравлическим приводом 12 и гидравлическими отжимными домкратами 13.
      Загрузочные устройства лоткового типа позволяют увеличить производительность, снизить потребление кокса и продлевают срок кампании печи. Вращение лотка осуществляется при помощи электромеханического привода. Бункеры, аналогично загрузочному устройству «воронка-склиз», оснащаются шихтовыми затворами и газоуплотнительными клапанами. Существуют конструкции загрузочного устройства лоткового типа, в котором гидравлические цилиндры используются для изменения угла наклона и вращения лотка.

10

Рисунок 1.4 - Расположение клапанов и механизмов с гидроприводом бесконусного загрузочного устройства типа «воронка-склиз»

11

      Гидравлический привод системы управления клапанами БЗУ лоткового типа (рисунок 1.5) питается от общей насосноаккумуляторной станции, расположенной в отдельном помещении, находящемся на колошниковой площадке печи. Станция управляется автоматизированной системой управления механизмами БЗУ и состоит из насосов, гидропанели управления, баков с рабочей жидкостью, теплообменников, установки фильтрации и кондиционирования рабочей жидкости и контрольно-измерительной аппаратуры.


Рисунок 1.5 - Гидравлическая система управления клапанами БЗУ лоткового типа

    Примеры конструкций клапанов БЗУ с гидравлическим приводом приведены на рисунке 1.6.


12