裝卸鶴管結(jié)構(gòu)、工作原理及運(yùn)用升降油缸密封圈泄漏原因及改造

鶴管小車-小車軌道、X-升降油缸水平油缸液壓油管活塞桿活塞密封圈導(dǎo)向環(huán)/堵頭"密封圈—防塵圏。

1裝卸鶴管的結(jié)構(gòu)及工作原理

1.1裝卸鶴管結(jié)構(gòu)

裝卸鶴管結(jié)構(gòu)見圖1。

1.2工作原理五有兩臺(tái)裝卸鶴管，分別安裝在臺(tái)五11道和

12道火車導(dǎo)軌上方，裝車時(shí)，進(jìn)行兩道交替裝升降油缸和輸油缸安裝在裝卸鶴管筒體內(nèi)，升降油缸活塞桿與輸油缸連接，升降油缸活塞桿上下移動(dòng)時(shí)，輸油缸跟著上下移動(dòng)。裝卸鶴管安裝在鶴管小車上,鶴管小車可以在小車軌道上水平移動(dòng)。水平油缸活塞桿與鶴管小車連接，水平油缸活塞桿水平移動(dòng)時(shí)，鶴管小車跟著水平移動(dòng)。接油斗油缸活塞桿與接油斗連接，可以使接油斗提起和收回。升降油缸結(jié)構(gòu)示意圖見圖2,活塞密封圈和活塞桿密封圈都是YX型密封圈，材質(zhì)是氟橡膠。升降油缸長(zhǎng)度4.8m0

裝車的工作原理為裝卸鶴管輸油缸對(duì)準(zhǔn)槽車口，輸油缸通過升降油缸活塞桿的作用下降到槽車底部時(shí)就可裝柴油。當(dāng)槽車裝滿后，升降油缸活塞桿提起輸油缸，即完成了一節(jié)槽車裝車的程序。

升降油缸的液壓系統(tǒng)工作原理見圖3。

其中圖3中換向閥（1UF）是三位四通電磁閥，可以把主油路與上升油路接通,下降油路與油箱接通,使活塞桿上升，又可以把主油路與下降油路接通，上升油路與油箱接通，使活塞桿下降;換向閥（4UF）是兩位一通電磁閥，關(guān)閉時(shí)主油路有液壓油壓力，打開時(shí)主油路液壓油壓力為零;電接點(diǎn)壓力表（1PK）是上升油路的壓力表，設(shè)定指針指在3.0MPa,當(dāng)上升實(shí)際壓力指針與設(shè)定指針重合時(shí)，換向閥（1UF）關(guān)閉；電接點(diǎn)壓力表（2PK）是下降油路的壓力表，設(shè)定指針指在1.0MPa,當(dāng)下降實(shí)際壓力指針與設(shè)定指針重合時(shí)，換向閥（1UF）關(guān)閉。

啟動(dòng)油泵，電磁閥4UF處于導(dǎo)通，液壓油直接回油箱,主油路壓力表不顯示壓力。當(dāng)接油斗提起后信號(hào)到位，按“下降”鍵，此時(shí)電磁閥4UF關(guān)閉，電磁換向閥1UF把主油路與升降油缸上腔油路連通,把升降油缸下腔油路與油箱連通,升降油缸活塞桿攜帶輸油缸開始下降,輸油缸一旦與槽車底部接觸，升降油缸上腔油壓升高，壓力與電接點(diǎn)壓力表2PK閉合（2PK設(shè)定壓力一般為1.0MPa）時(shí)，電磁換向閥1UF換向，輸油缸上升到一定距離（約為50~80mm）,電磁換向閥1UF失電處于中間位置，電磁閥4UF導(dǎo)通，輸油缸停止，可以裝油了。裝車完畢，按“上升”鍵，電磁閥4UF關(guān)閉，電磁換向閥1UF把主油路與升降油缸下腔油路連通,升降油缸上腔油路與油箱連通,升降油缸活塞桿攜帶輸油缸開始上升,上升到頂部時(shí),升降油缸下腔液壓油壓力上升，液壓油壓力與電接點(diǎn)壓力表1PK閉合（1PK設(shè)定壓力為3.0MPa）,電磁換向閥1UF失電處于中間位置，液控單向閥關(guān)閉，電磁閥4UF導(dǎo)通，主油路壓力表回零，壓力閉合信號(hào)傳遞，由于時(shí)間上的差異，電接點(diǎn)壓力表上的實(shí)際液壓油壓力已超過3.0MPa（約為4.0MPa）,液壓油壓力可以保持到下一次下降前,而且必須有壓力（N3.0MPa）信號(hào)，接油斗才能收回。

2裝卸鶴管運(yùn)行狀況

臺(tái)五裝卸鶴管給槽車裝柴油，柴油溫度一般為25~50龍，水平油缸和接油斗油缸密封圈運(yùn)行周期長(zhǎng),一般在3a左右，而升降油缸密封圈運(yùn)行周期短,一般在3個(gè)月左右，密封圈就會(huì)泄漏，有時(shí)運(yùn)行時(shí)間會(huì)更短，一周就可能泄漏,尤其是冬天泄漏率高。

升降油缸密封圈更換時(shí)，由于升降油缸長(zhǎng)4.8m,安裝在輸油缸和裝卸鶴管內(nèi)部，裝卸鶴管離地面有6m多高,檢修條件不好，所以必須用50t吊車把裝卸鶴管、輸油缸和升降油缸整體吊下,放在地面上才能進(jìn)行檢修,檢修一次費(fèi)用比較高。

3裝卸鶴管原因分析

2011年4月10日，臺(tái)五11道裝卸鶴管升降油缸密封圈泄漏，解體檢查，發(fā)現(xiàn)活塞桿YX密封圈內(nèi)唇邊磨薄,并有一段破裂，這是正常的磨損,磨損沿圓周均勻磨薄，密封圈破裂可能是受外力過大造成,密封圈唇邊磨薄以后，承受外力能力降低。

更換密封圈后，安裝調(diào)試，空負(fù)荷運(yùn)行幾次,液壓油壓力和油缸活塞桿動(dòng)作正常。升降油缸活塞桿上升到頂部時(shí),電接點(diǎn)壓力表1PK實(shí)際壓力顯示4.0MPa,在沒有下降以前，一直保持恒定值4.0MPao

當(dāng)臺(tái)五裝柴油時(shí)，升降油缸活塞桿上升到頂部，油壓達(dá)到4.0MPa,電接點(diǎn)壓力表1PK實(shí)際壓力指針不是指在4.0MPa上不動(dòng)，而是不斷上升，油壓越來越高。在下一節(jié)槽車粗對(duì)位、水平油缸精對(duì)位到輸油缸下降前這段時(shí)間內(nèi)，油壓可以上升到8.0MPa,若升降油缸活塞桿不下降，油壓還會(huì)繼續(xù)上升，兩道裝卸鶴管都發(fā)生同樣現(xiàn)象。當(dāng)裝車完畢后，升降油缸活塞桿上升到頂部，升降油缸下腔油壓達(dá)到4.0MPa,液控單向閥關(guān)閉，下腔油壓繼續(xù)上升到10.0MPa,是工作壓力(4.0MPa)的2.5倍。油壓過高將縮短密封圈的使用壽命。

升降油缸活塞桿上升到頂部時(shí)，電磁閥4UF導(dǎo)通，電磁換向閥1UF處于中間位置，液控單向閥也關(guān)閉，將不會(huì)再有液壓油進(jìn)入上升油路，所以上升油路和升降油缸下腔內(nèi)的液壓油數(shù)量也是恒定的。

在裝車過程中,活塞桿完全處于柴油中,升降油缸和上升油路油管部分處于柴油中，由于柴油溫度高，所以升降油缸和活塞桿溫度逐漸上升,高可達(dá)到50乜。當(dāng)油箱內(nèi)常溫的液壓油進(jìn)入升降油缸內(nèi)時(shí)，油缸和活塞桿把熱量傳遞液壓油，油溫逐漸上升。

油溫升高必然產(chǎn)生體積膨脹，膨脹式(1):V=V°(l+aAt) (1)式中：V 膨脹后的體積,m，；椿——起始體積,m'；溫度差(«-z0),t；a——溫度膨脹系數(shù),Y",一般取(8.5~9.0)xl0_4o若=10Y,a=8.5x10"/乞時(shí)，V=1.0085V0活塞桿上升到頂部后,液控單向閥關(guān)閉，液壓油所占的空間一定，那么溫度引起的膨脹必然使液壓油壓力上升。假設(shè)在油壓P壓力下把體積壓縮到原來的體積此，由壓力P時(shí)的體積公式(2):嶺=叩1-伙P-P" (2)式中渦——壓縮率,MPa'1,ig常取5~7x10"；-——壓縮前體積,m'；Po——初壓力,MPa；V2——P壓力下把體積壓縮到原來的體積椿，即礦2=此。匕=V=1.0085椿 (3)取6=6x10"MPa-/=4.0MPa貝Fo=1.0085FO[1-j8(P-Po)](4)P=(1-1/1.0085)/(6xlO-4)+4.0=18MPa (5)

實(shí)際上，在此壓力下不可能把體積壓縮到原來的此，因?yàn)橛蛪荷�高，升降油缸、液壓油鋼管和液壓油軟管都�?huì)產(chǎn)生變形,體積會(huì)變化，所以升降油缸內(nèi)壓力不會(huì)升到18MPa,而是比它小，但比4.0MPa大，與實(shí)際值10.0MPa相符。升降油缸YX氟橡膠密封圈使用一段時(shí)間后,唇邊磨損變薄，耐壓能力降低。升降油缸內(nèi)壓力可以增加到10.0MPa,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了工作壓力4.0MPa,這就會(huì)使密封圈唇邊過早破裂,起不到密封的作用,所以升降油缸密封圈泄漏的主要原因是油缸內(nèi)油壓過高造成的。

4裝卸鶴管改進(jìn)措施

升降油缸密封圈損壞是油壓過高造成的，油壓過高是溫度變化大造成，應(yīng)想辦法改變這種條件。工作溫度是工藝需要，無法改變,但可以控制升降油缸內(nèi)液壓油壓力，只要能滿足油壓4.0MPa0

在上升油路上安裝一個(gè)溢流閥，把升降油缸內(nèi)液壓油壓力調(diào)節(jié)到4.0MPa,若壓力超過4.0MPa時(shí)，溢流閥打開，液壓油直接回油箱，若壓力等于4.0MPa時(shí),溢流閥關(guān)閉。在圖3中,增加的溢流閥安裝在單向節(jié)流閥的上升油路管線上。5效果

2011年4月，臺(tái)五兩道裝卸鶴管上升油路都增加一個(gè)溢流閥，升降油缸密封圈都更換成新的，調(diào)試后，裝卸鶴管運(yùn)行正常。投用后，裝卸鶴管升降油缸活塞密封圈和活塞桿密封圈運(yùn)行良好，至今未出現(xiàn)泄漏。改進(jìn)成功后，不僅消除了升降油缸密封圈泄漏問題，而且每年節(jié)約檢修費(fèi)用4x104RMB¥以上;既減輕了勞動(dòng)強(qiáng)度，又保護(hù)了環(huán)境;確保了臺(tái)五兩道裝卸鶴管。