液压剪泄漏的分析和改善——连铸机实践

液压剪是连铸机定尺切割坯的一种方式，液压剪的使用情况直接影响着连铸机的生产。如某钢铁公司炼钢厂现有四台连铸机，分别是三台三机三流，一台两机二流，共11台液压剪。以前液压剪事故频繁，严重制约着连铸坯的产量。经过近1年多的改进，液压剪问题得以解决。

1.事故分析及解决办法

1）上下缸体结合处泄漏。液压剪上下缸体的结合如图7-46所示。

上下缸体结合处经常泄漏，主要是O形密封圈2被液压油冲坏。对液压剪拆开进行测量、分析，发现O形密封圈2离下缸体倒角下侧距离太近，下缸体稍有变形，或者倒角加工制造误差大，此结合处就会经常泄漏。同时，缸体温度高，密封圈老化也是原因之一。解决办法：将上缸体1在2处的O形密封槽下移8mm左右（距下缸体倒角下侧），另外完善水冷却，使缸体处于常温状态。

2）液压剪上缸体顶部螺栓断裂并泄漏。原液压剪上缸体结构如图7-47所示。

图7-46 液压剪上下缸体的结合

1—上缸体 2—O形密封圈 3—下缸体

图7-47 原液压剪上缸体结构

1—防尘圈 2—顶法兰 3—上缸筒 4—铜套 5—Y形复合密封圈 6—O形圈 7—活塞杆 8—螺栓

从图7-47中可以看到，原剪机上缸筒3与铜套4结合面即图示A处有一受力面，剪机打开时，铜套受到一个向上的力，力的大小为油压p乘以A处截面积（剪切过程由于液压系统为差动设计，无杆腔存在压力）。此力作用于上法兰连接螺栓8，造成疲劳断裂，铜套4顶出，使油液泄漏。

解决办法一：在结合面A处加一环形面密封，不产生受力面，而不像图中的O形圈。

解决办法二：改变上缸体结构，如图7-48所示。

改进后特点：消除了顶法兰处的螺栓受力，解决了螺栓受力疲劳断裂问题；结构比图7-47复杂，但更加合理，安装、拆卸简单；改用组合密封圈，增加了导向环5，使剪机寿命增加；由于顶法兰受向上力很小，可用分开式（两半片）法兰，在线能更换密封圈，避免杂物进入缸体，划伤活塞杆并污染油液。(www.xing528.com)

3）活塞杆底部螺栓断裂。分析（见图7-49）：压板8与活塞杆1之间的连接螺栓9断裂，是因为螺栓9受到力的作用，产生疲劳所致，找到螺栓的受力机制是解决问题的关键。对螺栓断裂的剪机进行重新组装，发现压板8与活塞杆1的结合面，即图7-49中B处有空隙。这样，剪机打开后，由于Y形复合密封圈5有弹性，压板8产生位移，压力一消失，产生反弹，使螺栓受力；另外，剪机剪切时B处空隙处存有液压油，剪切压力一消失，C处间隙变成阻尼孔，使B处压力不能立即消失，使螺栓受力。

解决办法：组装时，严格控制装配尺寸，既要使Y形复合密封圈3、5受到预紧力，又不能在B处产生间隙。

图7-48 改进后的上缸体结构

1—防尘圈 2—顶法兰 3—组合密封圈 4—铜套一 5—导向环 6—铜套二 7—上缸筒 8—下法兰 9—活塞杆 10、11—螺栓

图7-49 活塞杆底部螺栓断裂分析

1—活塞杆 2、6—支撑环 3、5—Y形复合密封圈 4—铜套 7—钢套 8—压板 9—螺栓 10—缸筒

4）活塞杆铜套划伤。分析：连铸机所用液压剪是用来实现定尺切割的，连铸坯在移动中表面的许多氧化铁皮掉下来，堆积在剪机顶法兰周围，很容易在活塞杆伸缩过程中带入缸体中，由于活塞杆与铜套间隙小，就造成了活塞杆与铜套的划伤。

解决办法：顶法兰周围加喷水冲洗装置

5）剪刃常钝。分析：由于液压剪是用来切割700～800℃的连铸坯，并且连铸坯一直在距离剪刃高度10～20mm处移动，造成剪刃一直处于高温状态，产生剪刃变软用钝现象。

解决办法：采用随温度升高而硬度增加的材料。

2.效果

经过以上对连铸机液压剪的合理改进，液压剪事故率大幅度降低，液压剪的使用寿命明显增加。公司液压剪的使用效果如下：半年小修一次，更换了密封圈（定期检修时更换）；一年中修一次，更换了密封圈、剪刃、剪座导向板（钢产量达130万t）；四年11台剪机小修过两件活塞杆（轻度划伤）；可开动率达到95%。