1、德國SMS（西馬克）設備液壓技術分析 蘇劍坡（個人經驗，僅供c參考）SMS為德國冶金設備制造廠家，SMS西馬克集團公司在冶煉、軋制等多個領域處于世界領先地位。西馬克集團內有兩大核心企業(yè)西馬克股份公司和梅爾責任有限公司。西馬克在中國的業(yè)務涵蓋了以下領域： 煉鋼設備、 連鑄技術 、板帶材熱軋、冷軋機 、工業(yè)爐技術 。我公司生產黃銅棒材，分熔鑄、擠壓、拉拔3個工段，使用的設備都為德國SMS設備，熔鑄為SMS-Meer、擠壓為SMS-OUMOCO、拉拔為SMS-SHUMAGE.SMS設備在技術上應用最先進和實用的就是液壓和PLC方面。我公司使用SMS設備已有9年，在使用過程中出現(xiàn)過很多進口設備液壓等方

2、面的問題，下嗎就SMS液壓技術的使用和維護做簡要分析。一， SMS設備液壓泵、閥、缸等液壓零件分析。1.1， 液壓泵：SMS設備液壓技術應用的比較先進和實用，我公司SMS設備的壓力源系統(tǒng)均使用變量泵控制，提高液壓系統(tǒng)的使用效率、降低發(fā)熱量、減少溢流量，更加節(jié)能實用。如熔鑄鑄造機使用的液壓泵為A10VSODFR1 液壓泵，做到了負載壓力未達到液壓泵設定的壓力時保持恒流，當負載壓力達到液壓泵調定壓力后保持恒壓，做到系統(tǒng)需要多大流量和壓力液壓泵就提供多少流量和壓力，溢流閥只作安全閥使用。沒有溢流損失。擠壓機使用的是A4VSO比例控制斜盤變量泵，性能更加優(yōu)越于A10VSODFR1.兩種液壓泵均可以在泵

3、上調節(jié)壓力和流量。1.2液壓閥：SMS的液壓閥使用的都是疊加閥和插裝閥，比例閥技術應用較多。擠壓機由于高壓大流量，所以使用的都是插裝閥，其他SMS設備使用的都為力士樂疊加閥。設備上有溢流閥、減壓閥、方向閥、節(jié)流閥、調速閥、平衡閥、循序閥、比例閥等液壓閥、比例閥等北京華德、上海立新、等均采用了ISO標準，所以可以實現(xiàn)液壓閥國產化，價格相差很大，國廠后的液壓閥只需要力士樂閥價格的1/5-1/10.功能可以達到進口力士樂液壓閥的功能，只是壽命比進口力士樂液壓閥差，如進口力士樂液壓閥動作10萬次后閥芯磨損需要修復，國產化后的液壓閥可能動作1-5萬次后閥芯磨損需要修復，如果不修復就會產生內漏，導致液壓閥

4、工作不太正常。所以可以用國產化的液壓閥作為備件，一當進口力士樂閥磨損或其他故障可以用國產化的液壓閥更換替代，然后進口力士樂液壓閥送上海力士樂等公司維修（上海很多液壓廠家均可以維修，如一個Bucher布赫比例閥原價38000，使用中出現(xiàn)故障維修費7000，維修時用國產化比例閥替代即可，國產只需6000）.1.3液壓缸、馬達SMS的液壓執(zhí)行系統(tǒng)，即液壓缸使用的有活塞桿和柱塞缸，熔化爐傾翻倒銅水由于重量大行程長，所以使用空心柱塞液壓缸SMS的液壓缸都是力士樂、狄普馬、格力樂、霍德克等進口品牌。液壓缸由缸頭、缸底、缸筒、活塞、活塞桿、活塞密封、活塞桿密封組成，缸頭內有導向套，有的液壓缸還有緩沖套，放氣

5、孔。每個公司液壓缸標準都不一樣，所有液壓缸都可以國產化，國產化時首先選擇密封，一般進口液壓缸活塞和活塞桿都使用組合密封，就是格萊圈和斯特封，所有活塞部分密封直接選擇相應尺寸的格萊圈1只和導向環(huán)2只即可?；钊麠U密封選擇相應尺寸的斯特封和防塵圈就可以。然后確定進口液壓缸的缸筒內徑、活塞桿直徑、行程、外形尺寸、油口尺寸，然后確定液壓缸的安裝連接方式，如耳環(huán)式、耳軸式、法蘭式、底座式，缸筒和缸頭缸底連接方式有焊接式、拉桿式、螺紋式等。一般國外液壓圖上都標有液壓缸活塞桿直徑、缸筒內徑、行程，如圖中上標： 表面活塞桿直徑 缸筒內徑 行程 。1.4液壓輔助元件：輔助原價有蓄能器、過濾器、油箱、熱交換器、排氣

6、測壓裝置等。蓄能器每年需要補入氮氣一次，直接用氮氣瓶沖壓就可以了，熱交換器需要定期清洗，發(fā)現(xiàn)油溫升高，就需要清洗熱交換器，直接用一水檸檬樹加入水箱中，水箱中放入打水水泵，水管接到換熱器進口，回口接入水箱，就可以了，清洗1·2個小時有明顯的效果。過濾器也需要定期拆卸清洗。二，控制回路分析2.1壓力控制回路壓力控制由于使用變量泵，壓力均由液壓泵調整，溢流閥只作為安全閥使用，但由于設備上不同機構的動作壓力要求不同，在分油路上使用了溢流閥，很多都是先導溢流閥，遙控口接入換向閥和另一個溢流閥可以實現(xiàn)遠程二級調壓和卸荷。為了系統(tǒng)動作平穩(wěn)，很多地方也采用了背壓閥，如擠壓機：1，進油壓力控制回路該回

7、路為擠壓機側缸的壓力控制回路，當1B23Y06換向閥中位時下面溢流閥工作，壓力為250bar；當換向閥左位工作時上面溢流閥工作，壓力為30bar;當換向閥右位工作時插裝閥卸荷。實現(xiàn)該系統(tǒng)的二級調壓和卸荷。2，背壓調整回路：該回路為擠壓筒側缸帶動主缸回程時的背壓回路，1B2106失電時，插裝閥控制蓋板的油路直接回油箱，無背壓。當1B2106得電時，上下2個溢流閥都起作用，下面溢流閥作安全閥用，安全壓力270bar,中間安全閥與最上面的比例溢流閥組成 組合閥 ，中間的溢流閥的遙控口接入比例溢流閥，可以實現(xiàn)比例或遠程控制壓力。背壓由比例閥電氣調節(jié)，我公司擠壓機該處的壓力由比例閥調節(jié)為25bar，如果

8、發(fā)現(xiàn)有些回程沖擊，調大該比例溢流閥的背壓會有一定的效果。3，保壓控制回路該回路為擠壓機擠壓筒壓在封堵快上的回路，擠壓筒回零位時先是快速回程，當離封堵快幾毫米時主進油路封閉，控制油路的1B23Y19得電，控制油路的液壓油進入擠壓筒活塞缸。壓緊封堵快，然后閥回到中位（Y型）液壓鎖工作，鎖緊擠壓筒壓在封堵快上。4，變量泵保壓回路/A10VSO-DFR1回路該液壓泵回路為SMS水平連續(xù)鑄造機的A10VSODFR1液壓泵，該泵可實現(xiàn)調整好出油壓力和流量后，在負載壓力未達到泵設定壓力時保持恒流控制，上面的方向閥動作，通過改變斜盤角度保證節(jié)流閥壓差P不變所有泵出口流量也不變，當負載壓力達到泵調整壓力后，下面

9、的方向閥動作，調整液壓泵斜盤，調整流量，保證出口壓力為設定壓力。該液壓泵能保證沒有溢流損失，節(jié)能效果好，油溫不會因為溢流而升溫。5，遠程（或二級調壓回路）該壓力回路為我公司Otto-Runker熔煉爐液壓泵供油回路，有2個溢流閥，下面溢流閥可以說是主閥，上面的溢流閥接入主閥遙控口，系統(tǒng)供油壓力由下面的遠程閥門調節(jié)，如果遙控閥關斷主閥就工作，實現(xiàn)二級調壓，遠程調壓，系統(tǒng)中由遠程調壓閥工作，壓力設定為180bar.6，A4VSO回路我公司SMS擠壓機6只主液壓泵使用的都是A4VSO斜盤式比例變量柱塞泵，與熔鑄的A10VSO一樣都是斜盤式柱塞泵，只是A4VSO是重型斜盤液壓泵（壓力可達210-400

10、bar）A10VSO為輕型斜盤液壓泵（壓力最大210bar）. A4VSO主要用于鍛壓機械，A10VSO用于一般輕型機械。A4VSO較貴，是力士樂的高級液壓泵，控制精度、壓力、流量都該有A4VSO.圖中斜盤被液壓缸活塞桿控制角度，液壓缸由比例閥控制。液壓缸活塞桿還帶有位置反饋傳感器，位置反饋傳感器將位置反饋到PID控制器,PID再分析輸入信號和反饋信號的誤差，然后將誤差傳到比例閥放大器，放大器在運算修改，實現(xiàn)高進度控制斜盤角度。就是圖中391.設定好壓力后，壓力是不變的，流量隨時發(fā)生變化，根據(jù)系統(tǒng)的需要多大流量就提供多大流量，沒有溢流損失，達到非常好的節(jié)能效果。如果該液壓泵磨損多了，會發(fā)生輸出

11、壓力變小的情況，這時如果系統(tǒng)發(fā)生輕微的不正常現(xiàn)象，可以將該液壓泵送到上海力士樂公司維修。該液壓泵有側壓口，可以經常檢測壓力，看是否磨損了。2.2 方向控制回路方向控制回路在低壓小流量時都由普通疊加換向閥控制，要求精度高或速度有變化時由比例方向閥控制。高壓大流量時由先導型換向閥控制和插裝閥控制。1， 插裝閥控制該回路為擠壓機擠壓筒方向控制回路，換向由插裝閥上面的電磁換向閥控制，電磁閥失電，控制油進入壓住插裝閥，閥門關閉，電磁閥得電時，插裝閥無控制油， 直接回油箱，插裝閥打開。2， 比例閥控制油路3，該回路圖為SMS鑄造機的圓盤鋸液壓圖，當鑄錠測定長度后，圓盤鋸上壓輥下壓鑄錠，鑄錠帶動圓盤鋸一起行

12、走，此時比例閥處于中位（H型），因為H中位所有鋸子框架移動液壓缸為浮動狀態(tài)，此時鋸片開始轉動和行走，切斷鑄錠。切斷后液壓缸帶動鋸子框架回程?；爻趟俣瓤梢栽赑LC上調整，給比例閥多大的控制電流就可以了。實現(xiàn)了連續(xù)鑄造，切割鑄錠時也無需停止鑄造。該比例閥為電位移反饋型比例換向閥，精度更高，該比例閥可以國產化，精度基本一樣只是國產壽命稍差。3，電液比例閥控制回路該回路為Otto-runker熔煉爐傾翻倒銅水的液壓回路圖，當?shù)广~水時，控制手柄推到最前位置時傾翻速度最快，回程也一樣，可以控制倒銅水的傾翻和回程速度，該比例閥的先導閥為三通比例減壓閥，控制信號改變就可以實現(xiàn)減壓閥左右2路壓力不一樣，主閥左右

13、的壓力不一樣實現(xiàn)換向，其實很多先導比例閥的先導閥都是比例減壓閥，三通比例減壓閥，主要作用是減壓，因為原理圖中兩個減壓閥是并聯(lián)的，只有那端比例電磁鐵帶電相對側 才通。比例電磁鐵沒有信號時出口是關閉的。2.3輔助缸快速運動回路我公司擠壓機主缸為擠壓缸，主缸連接擠壓頭部，擠壓頭部還有2只輔助液壓缸，我們稱為側缸，因為主缸壓力大流量大所有設置為柱塞缸，如果不擠壓，主缸想快速前進，2只輔助側缸快速運動，帶動主缸前進，回程時柱塞型主缸也是靠2只輔助側缸帶回來。如圖所示。這樣主缸就可以實現(xiàn)快速運動，如果沒有輔助缸，主缸只能動作很慢，而且只能設置為活塞缸，不能用于大壓力大流量場合。擠壓時2輔助缸不參與工作，進

14、油腔有沖液閥回油。2.4沖液回路我們公司SMS擠壓機的主缸、側缸、擠壓筒液壓缸都設置了沖液閥，使擠壓時、回程時各個液壓缸互不干擾，不會產生吸空現(xiàn)象，還能起到快速回油作用如主缸回程時沖液閥打開實現(xiàn)快速回油。其實沖液閥就是一個液控單向閥，沖液閥有一般形式和可控形式，我公司3個部位的沖液閥都是可控式。圖紙上大圖為主缸的沖液回路，沖液閥由1B21Y41電磁閥控制開閉，1B21Y41下面2只單向節(jié)流閥，用于調整沖液閥的開關速度，擠壓時該沖液閥關閉，回程時打開快速回油，側缸帶動主缸前進時打開沖液。如果發(fā)生主缸回程有沖擊現(xiàn)象，很大原因是可控式沖液閥的控制壓力過大，沖液閥關閉臺塊，可以降低控制壓力和調小節(jié)流閥

15、閥口。下面的2圖，左圖為側缸的沖液閥右圖為擠壓筒的沖液閥。當擠壓時2側缸主擠壓筒液壓缸都不參與工作，主缸帶動他們前進時就需要沖液閥打開沖液了。2.5平衡回路SMS設備用到的平衡回路很多，已SMS擠壓機的傾翻機為例。該傾翻機用于傾翻擠壓盤卷料，2只液壓缸連對，傾翻時1只缸活塞桿下，1只液壓缸活塞桿上，2只液壓缸進回油路都設置了平衡閥。平衡閥其實就是單向順序閥，給系統(tǒng)一個背壓。如當傾翻機盤子下落時，平衡閥左右給下落一定的被壓，下落 沖擊會平穩(wěn)。如果出現(xiàn)下落不到夾緊位置時，可能是2只液壓缸動作不一致導致的，需要調整4只平衡閥壓力一致。4， 流量控制回路我公司SMS設備流量控制回路最多的地方就是擠壓機

16、了。6臺主液壓泵都可以調整流量。如圖所示。系統(tǒng)采用了插裝閥調速，該插裝閥左面為一個梭閥，梭閥也叫選擇閥，該梭閥一頭進口接入插裝閥油路出口處，另外一頭接入換向閥控制油路，里面的鋼球受到上下2個力的作用，改變控制油的壓力就可以改變鋼球的位置，從而改變插座閥的開度。6個主閥也可以通過自己的電磁閥控制流量插裝閥的開閉。三，液壓密封分析SMS液壓閥的密封，由于使用的是力士樂液壓閥，密封圈全部為R型圈，R型圈類似矩形圈，只是有長方形、正方形、矩形3種形狀，國產的有銷售，廠家很少，也可以用國產的形圈替代，只是密封效果比R型圈差一點，有的會產生泄露有的不會，。進口液壓缸的密封都采用格萊圈和斯特封，這些國產均有

17、銷售，只要測量密封圈外徑、內徑、絲徑就可以確認型號和購買。國產液壓缸采用Y型圈和V型圈較多，國產密封這里不再敘述。液壓缸的密封大致有四處：一是缸蓋與缸體處靜密封，活塞與活塞桿處靜密封；二是活塞和缸體的動密封；三是活塞桿與缸蓋的動密封；四是缸蓋外端面處的防塵密封。格來圈一般由一個橡膠O型圈(丁腈橡膠NBR或氟橡膠FKM)及一個密封環(huán)（填充聚四氟乙烯F-PTFE）合而成，一般有活塞用和活塞桿用兩種，格來圈為雙向密封，活塞上用格來圈較多，活塞桿用格來圈情況較少，每個品牌的格來圈都有不同的代碼，格來圈通用名字有：GSF孔用格來圈-特康格來圈-GDSA活塞密封-OE活塞密封-OMK-MR活塞密封等。在高壓和低壓及高頻工況下的重載雙向活塞密封場合非常出色。適用在長及短行程的情況，并在范圍較大的流體和高溫場合，可適合較大的活塞間隙。溝槽簡單，可用于整體式活塞；摩擦