连铸机大包回转台托臂液压缸密封改进

连铸机大包回转台托臂液压缸密封改进

李文彩黄志坚

广州市新欧机械有限公司广东广州510000

摘要：泄漏是液压系统的老大难问题。现场液压故障诊断与处理工作的很大一部分就是分析与排除各类密封失效故障。本文通过液压缸技改介绍密封方法。

关键词：泄漏；密封；耐高压；测试

1问题的提出

某CSP连铸机大包回转台有两个对称分布的油缸，用于托举钢包与钢水（约250吨）。在托举的过程中，随着托臂的升高，液压缸与托臂之间的夹角发生变化。在液压缸活塞杆内部，有一球杆，用于调整托臂与液压缸的角度，有关零件如表1所示。

液压缸承受一定的径向力。在径向力的作用下，活塞杆与缸筒支持面摩擦加剧，引起活塞杆表面严重划伤，进而导致严重漏油、控制不稳。

由SMS公司供应的德国洪格尔液压缸频繁出现活塞杆划伤与外漏问题，一般只能运行6个月，寿命远低于设计水平。德国SMS来人检查分析，既未查出根本原因，也未提出任何改进措施，显然不符合整机设计使用要求。从国外采购订货周期长，手续繁琐，售后服务得不到保证。同时，从国外采购价格昂贵，一个液压缸要花费245万元人民币，使生产成本大受影响。

为有效解决上述技术经济问题，公司决定与国内液压缸公司合作研制开发连铸机大型摆动液压缸。韶关市力士乐液压缸厂技术开发实力雄厚，被选定为项目的合作单位。

2主要技术性能指标

3问题的分析与解决

（1）问题的分析

经反复勘察、调研、校核，对液压缸磨损过速及漏油严重问题得出了以下结论。液压缸活塞杆严重划伤的主要原因是：其一、压杆球头润滑脂流道不畅引起润滑不良造成球头烧伤，磨擦阻力增大，克服径向力的能力降低；其二、它的支持面的面积过小，压强过大，活塞杆表面硬度和屈服强度不够，以致在径向力的作用下，密封件变形，活塞杆直接压在导向套的金属件上，引起严重的摩擦与磨损。

（2）解决问题的对策

由上述分析，解决问题的基本对策是改进其薄弱环节，使其有足够的承载能力与抗磨损能力。根据企业的实际情况，须着重解决以下技术问题：柱塞杆与导向套支持面摩擦及活塞杆表面严重划伤，油缸寿命短的问题；柱塞杆内置球杆与球座之间严重烧伤磨损的问题。由此，确定了以下主要的解决对策：增大缸头导向支持面，使径向压力下降；缸头与密封件支持台肩内圆孔（φ600）倒角，以防柱塞倾斜时锐边划伤运动的柱塞的表面；在缸头外端再增加一道软支撑环，以克服初始径向力并降低密封件及其支持件的压力；缸头导向部分开润滑槽提供良好的润滑，减小相互间的摩擦；改进球座的润滑流道，增大润滑面积；使用优质钢材及良好的热处理方式，改善摩擦副，增强抗磨损的能力。

（3）设计计算

柱塞与导向套摩擦付摩擦系数的降低。在原设计中，柱塞与导向套采用钢/青铜配对，改进后采用钢/球墨铸铁，摩擦系数由0.125降至0.1，下降约20%。柱塞与导向套摩擦付表面硬度及抗磨损能力的提高。原柱塞的表面硬度是HRC35，改进后达HRC45，由此柱塞表面不易被划伤。导向套的材料由青铜改为球墨铸铁（QT400-17）后，硬度由HB70变为HB197（HRC17），抗磨损能力显著提高。

4实际使用效果

由韶关市力士乐液压缸厂制造的CSP连铸机大型摆动液压缸在生产线上使用，效果一直良好，未出现国外备件所出现外漏，受到了用户的好评。

国产液压缸55万元/台（使用寿命24个月以上），进口液压缸245万元/台（使用寿命6个月），每年减少液压缸油泄漏与污染所造成的损失10万元。此项改进经济效益显著。

参考文献：

液压设备、故障诊断、实有技术与监测，作者：黄志坚，机械工业出版社，出版时间2005年