连铸机液压剪泄漏故障分析与解决方案

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效率。

某钢铁公司炼钢厂现有四台连铸机：三台三机三流，一台两机两流，共11台液压剪，液压剪事故频发。

（1）事故分析及解决办法

1）上下缸体结合处泄漏。液压剪上下缸体结合简图如图4-16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。

办法：将上缸体1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）液压剪上缸体顶部断裂并泄漏。原液压剪上缸体结构简图如图4-17所示。

图4-16 液压剪上下缸体结合简图

1—上缸体 2—O形密封圈 3—下缸体

图4-17 原液压剪上缸体结构简图

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形密封圈 7—活塞杆 8—螺栓

从图4-17中可以看到，原剪机上缸筒3与铜套4结合面即图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O形密封圈。

解决办法二；改变上缸体结构，如图4-18所示。

改进后特点：消除了顶法兰处螺栓受力，解决了螺栓受力疲劳断裂问题；结构比图4-17复杂，但更加合理，安装、拆卸简单；改用组合密封圈，增加导向环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。

3）活塞杆底部断裂。分析：如图4-19所示，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。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4-19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处空隙处存有压力油，剪切压力一消失，C处间隙变成阻尼孔，B处压力不能立即消失，使螺栓受力。(www.xing528.com)

图4-18 改进后上缸体结构简图

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4-19 活塞杆底部螺栓断裂分析简图

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

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和5受到预紧力，又不能在B处产生间隙。

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，活塞杆在伸缩过程中很容易将其带入缸体中，由于活塞杆与铜套间隙小，造成了活塞杆与铜套的划伤。

解决办法：顶法兰周围加接水冲洗装置。

5）剪刃常钝。分析：由于液压剪是用来切割700～800℃的连铸坯，并且连铸坯一直从距离剪刃高度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：采用特制镶嵌或合金随温度升高而硬度增加的材料。

（2）改进效果 通过对连铸机液压剪的合理改进，液压剪事故率大幅度降低，使用寿命明显增加。公司液压剪的使用效果如下：

1）半年小修一次，更换密封圈（定期检修时更换）。

2）一年中修一次，更换密封圈、剪刃、剪座导向板（钢产量达130万t）。

3）4年11台剪机小修过两件活塞杆（轻度划伤）。

4）可开动率达到95%。