作為某廠電極制備生產(chǎn)線的主體設(shè)備，7000噸油壓機(jī)主要是用來(lái)制備一次電極，且生產(chǎn)效率高低對(duì)該廠生產(chǎn)任務(wù)產(chǎn)生直接的影響。鑒于常規(guī)思路中利用主缸加壓的改造所具有的不便，本文通過(guò)分析7000噸油壓機(jī)液壓系統(tǒng)及設(shè)備主體，提出一種在加壓過(guò)程中通過(guò)充液閥對(duì)主缸進(jìn)行液壓油補(bǔ)充的方法，達(dá)到提高油壓機(jī)壓制電極速率的效果，從而在很大程度上降低了改造的難度及風(fēng)險(xiǎn)。
    以生產(chǎn)鈦及鈦合金鑄錠為主的某廠為例，其電極制備生產(chǎn)線的主體設(shè)備為7000噸油壓機(jī)，伴隨生產(chǎn)任務(wù)的逐年遞增，該廠對(duì)電極制備生產(chǎn)線的要求也相應(yīng)增加，然而當(dāng)前該廠熔煉能力為每月1400噸，但兩臺(tái)電極制備油壓機(jī)的能力卻只能達(dá)到每月1100噸，因而無(wú)法滿足生產(chǎn)的需求。這就需要對(duì)7000噸油壓機(jī)的液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造，通過(guò)充液閥對(duì)主缸進(jìn)行液壓油補(bǔ)充的方法，加快油壓機(jī)壓制電極速率，使得電極制備生產(chǎn)效率得到有效提高
    分析當(dāng)前7000噸油壓機(jī)設(shè)備的運(yùn)行狀況
    該廠7000t油壓機(jī)壓制電極塊的過(guò)程及用時(shí)如表1所示。
 

    表1 7000t油壓機(jī)壓制電極塊的過(guò)程及用時(shí)
    由表1可知，用時(shí)最長(zhǎng)為主缸加壓及電極塊擠出，兩者幾乎在整個(gè)電極塊壓制過(guò)程中占有一半工時(shí)，所以要想提高電極塊壓制速率，減少電極塊壓制時(shí)間，就應(yīng)當(dāng)想辦法令主缸加壓及電極塊擠出速度得到進(jìn)一步提高。其中，該油壓機(jī)的主泵為一對(duì)意大利產(chǎn)薩姆HIV160恒功率（功率為75kW）變量軸塞泵。當(dāng)壓力為零時(shí)，其流量為230L/min；壓力為30Mpa時(shí)，流量為100L/min。而該油壓機(jī)的主缸直徑為1750mm，側(cè)面積為240dm²。經(jīng)計(jì)算得知，其開(kāi)始加壓速率為3.2mm/s，結(jié)束加壓速率為1.3mm/s，平均速率為2.3mm/s。并且在加壓過(guò)程中，7000t油壓機(jī)兩臺(tái)主泵并非是同時(shí)加壓，而是一臺(tái)主泵間歇加壓，另臺(tái)主泵一直加壓，因此加壓速度實(shí)際要比2.3mm/s低。而在電極塊擠壓時(shí)，提供動(dòng)力的只有一臺(tái)主泵，另外一臺(tái)則不參與該過(guò)程。
    7000噸油壓機(jī)液壓系統(tǒng)改造方案
    在保持電磁閥1DT、2DT均斷電的情況下，保持四個(gè)插裝閥全部關(guān)閉，則壓機(jī)不動(dòng)。控制系統(tǒng)的四個(gè)通徑為80mm的插裝閥均是由通徑為10mm的電磁換向伐來(lái)進(jìn)行控制，理論流量控制在450-1800L/min左右。而提高壓制速度理論上可以通過(guò)提高流量來(lái)實(shí)現(xiàn)。利用改變?cè)撚蛪簷C(jī)加壓方式，或者控制電極塊擠出系統(tǒng)流量的手段，使得壓制電極塊時(shí)間得到有效減少，從而達(dá)到提高電極塊壓制效率的目的。這種油壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理如圖1所示。由該廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)情況可知，為盡可能地避免改變其原有液壓系統(tǒng)，因而為了在加壓和擠壓時(shí)將壓力油提供給主缸，從而有效提升其壓制電極塊的效率，這里考慮將一臺(tái)主泵系統(tǒng)以及相配套的液壓閥、    管路等添加入該7000t的油壓機(jī)中，該系統(tǒng)原理與原來(lái)的主泵系統(tǒng)基本一致。
在性能參數(shù)方面，添加的主泵與原來(lái)的兩臺(tái)基本一致，且該部分的電液換向閥工作時(shí)間與原系統(tǒng)的相同，從而能使得其工作效率得到進(jìn)一步提高。當(dāng)加壓結(jié)束時(shí)，電磁換向閥1DT、2DT主要目的是將單向閥與電液換向閥之間的壓力卸除。為實(shí)現(xiàn)改造的目的，添加的液壓泵所提供的壓力油需要通過(guò)主缸，只是由于當(dāng)前主缸口密封，想要改動(dòng)很不方便。因而可以讓添加的回路先匯集到上油箱，接著利用充液閥，將壓力油沖入到主缸內(nèi)，共同實(shí)現(xiàn)對(duì)系統(tǒng)的加壓。而作為控制主缸油路與上油箱開(kāi)斷的充液閥，其在電極塊擠出過(guò)程及加壓時(shí)保持閉合，即利用拉桿頭部與閥芯的連接保持充液閥的閉合。充液閥的閉合主要目的是預(yù)防系統(tǒng)發(fā)生卸壓而不能進(jìn)行正常工作的現(xiàn)象。

1-單向節(jié)流閥；2-電磁換向閥；3-梭閥；4-插裝閥；5-單向閥
圖1 原油壓機(jī)液壓系統(tǒng)原理圖

圖2 改進(jìn)后的充液閥結(jié)構(gòu)

    改進(jìn)后7000t油壓機(jī)液壓系統(tǒng)的性能校核
    因?yàn)樵诠ぷ鲿r(shí)，充液閥的閥芯需要持續(xù)的開(kāi)啟和關(guān)閉，因而需要利用軟管來(lái)連接郵箱與充液閥，以對(duì)原液壓系統(tǒng)的正常工作造成影響?？紤]到新增液壓泵的性能一原液壓泵相同，因而在加壓與擠壓過(guò)程中，7000t油壓機(jī)壓制電極塊的速率顯著提高，經(jīng)檢測(cè)得到，壓力為零及30Mpa時(shí)，系統(tǒng)的流量分別為230L/min及100L/min，主缸面積為24000mm²，計(jì)算得到開(kāi)始和結(jié)束時(shí)的加壓速率分別為4.8mm/s、2.1mm/s，平均速率為3.45mm/s。由此可見(jiàn)，與原系統(tǒng)相比，其加壓流量提高至50%、擠壓速率幾乎提高至原來(lái)的一倍，而加壓時(shí)間則相應(yīng)減少至原來(lái)的0.4-0.5，時(shí)間僅需80s左右。擠壓時(shí)間則減少到30s，原先需要330s的總體壓制時(shí)間，改進(jìn)后只需230s，并且整體系統(tǒng)運(yùn)行平穩(wěn)，很好地實(shí)現(xiàn)了預(yù)期目標(biāo)。
    結(jié)束語(yǔ)：經(jīng)過(guò)上述的技術(shù)改造，7000t油壓機(jī)液壓系統(tǒng)保留了性能較好并且仍然能夠使用的液壓泵及泵頭閥等部件，同時(shí)還使得液壓控制系統(tǒng)存在的主要技術(shù)缺陷得到有效解決，一方面在有效保證油壓機(jī)液壓系統(tǒng)穩(wěn)定的同時(shí)，還拓寬了該壓機(jī)的應(yīng)用范圍；另一方面又使得系統(tǒng)的可靠性及換向靈活性得到進(jìn)一步增加，有效提高該壓機(jī)的工作性能。同時(shí)，將液壓控制元件在一個(gè)集成塊上安裝，還是得維修和調(diào)節(jié)變得更為方便。