1、引言
    蘭州鋁業(yè)公司碳素廠500 t殘極破碎機是電解鋁用陽極生產(chǎn)中的一臺重要設(shè)備，其作用是將陽極生產(chǎn)中的殘次陽極塊破碎后與陽極原料混合后再次利用。此設(shè)備的生產(chǎn)能力、工作穩(wěn)定性和運行可靠性對陽極生產(chǎn)有著重要的作用。
    此設(shè)備安裝后，一直未能達(dá)到設(shè)計能力，主要表現(xiàn)在：主缸加壓無力，速度過慢，甚至不能破碎陽極塊；輔助缸回程速度慢。在一次工作中主缸已不能退回，造成設(shè)備停用。
    根據(jù)設(shè)備出現(xiàn)的問題和故障，筆者對原液壓系統(tǒng)進行了詳細(xì)分析，提出改進措施及時處理了故障；并按最低成本的原則對原系統(tǒng)作了部分改進。
2、原液壓系統(tǒng)工作原理
    圖1所示為500 t殘極破碎機的部分液壓系統(tǒng)原理圖。主控制回路為插裝閥結(jié)構(gòu)，兩臺手動變量泵為系統(tǒng)供油，由插裝溢流閥實現(xiàn)兩級壓力控制（輔助缸快進和快退為低壓，主缸加壓破碎為高壓）。主缸是單作用柱塞缸，輔助缸是雙作用活塞缸，采用分流集流閥實現(xiàn)兩缸的同步運動，并帶動主缸快進和快退；主缸與輔助缸一起實現(xiàn)加壓破碎。充液閥由雙作用活塞缸控制開啟與關(guān)閉，實現(xiàn)主缸快進時的充液與快退時向油箱排液。充液閥開啟與關(guān)閉的動作由一級疊加閥控制，控制壓力取自主控制回路。
    破碎機的自動循環(huán)動作通過PLC來控制。

3、問題和故障的分析
    1)主缸加壓無力，經(jīng)筆者分析速度過慢的原因是在快進轉(zhuǎn)加壓的過程中，由于主油路瞬間失壓導(dǎo)致控制油路無壓造成充液閥不能完全關(guān)閉所致。因為加壓時充液閥必須完全關(guān)閉，才能保證主缸中建立與負(fù)載對應(yīng)的壓力，而充液閥不能完全關(guān)閉液壓泵供油就有一部分經(jīng)充液閥返回油箱，主缸速度必定過慢；自然也建立不起足夠的壓力，不能破碎陽極塊。
    2)輔助缸回程速度慢，則是充液閥不能完全開啟，主缸回油不暢所致；主缸不能退回的原因當(dāng)然是充液閥沒有開啟主缸無法排油造成的。
4、故障排除和系統(tǒng)改進
    原系統(tǒng)設(shè)計中控制充液閥動作的控制油路壓力取自主油路，主油路中油壓力的變化將直接影響控制油路的壓力。
    為了排除故障，我們采用最簡單的辦法（調(diào)整PLC程序），在快進轉(zhuǎn)加壓的過程中，將控制主缸加壓的插裝閥的先導(dǎo)電磁閥推遲幾秒鐘開啟，待控制壓力使充液閥關(guān)閉后再開啟插裝閥。經(jīng)幾次試驗，最終確定推遲2s即可達(dá)到正常加壓破碎陽極塊的能力。
    同祥，輔助缸回程的轉(zhuǎn)換時間點也應(yīng)推遲，待控制壓力使充液閥完全開啟再開啟插裝閥使輔助缸快速退回。
    盡管做了以上處理，仍存在輔助缸回程速度較慢的問題。為了徹底解決這些問題，對原系統(tǒng)作了如下改進：在控制油路中加設(shè)蓄能器以維持控制油路的壓力，保證充液閥的正常動作（完全開啟或關(guān)閉）。
    從最低成本的原則出發(fā)，在疊加閥組中增加一疊加塊，引出旁通油路與蓄能器（工作體積為1 L）相連，如圖2所示。
    這樣，在主油路壓力高時，蓄能器蓄壓；在主油路壓力低時，蓄能器維持控制油路的壓力不致喪失，從而保證充液閥完全開啟或關(guān)閉。
    改進的系統(tǒng)安裝使用后達(dá)到了預(yù)期的效果。快進、加壓、快退工況轉(zhuǎn)換正確，輔助缸回程速度明顯加快，提高了生產(chǎn)效率。現(xiàn)已正常運行4個月，解決了長期困擾碳素廠殘極積壓的問題。
5、結(jié)論
    液壓系統(tǒng)中控制油路的壓力取自主油路時，主油路中油壓力的變化將直接影響控制油路的壓力，有可能造成控制油路不能正常工作。要避免這種影響和干擾，最簡單和低成本的方法是加設(shè)蓄能器。
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