csp薄板坯连铸机大包托臂液压缸改进与国产化

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1、CSP薄板坯连铸机大包托臂液压缸改进与国产化项目鉴定文件之二技术研究报告1概况珠钢CSP薄板坯连铸连轧生产线是全套从德国SMS公司引进的设备。连铸机大包回转台有两个对称分布的油缸，用于托举钢包与钢水（约250吨）。在托举的过程中，随着托臂的升高，液压缸与托臂之间的夹角发生变化。在液压缸活塞杆内部，有一球杆，用于调整托臂与液压缸的角度，液压缸的结构图如图1所示，有关零件如表1所示。表1原液压缸零件明细表加工件标准件1法兰①螺栓M162球座I②螺栓M83压盖③防尘圈4球杆④挡圈5压板⑤V形组合密封6柱塞杆⑥O形圈7螺母⑦螺栓M42X38缸头⑧O形圈9吊耳⑨螺栓M42X310缸筒体11铜

2、支撑环12活塞13球头II14球头盖液压缸的主要技术参数为：缸体直径650mm，柱塞直径600mm，行程700mm，压力25Mpa。液压缸承受一定的径向力。在径向力的作用下，活塞杆与缸筒支持面摩擦加剧，引起活塞杆表面严重划伤，进而导致严重漏油、控制不稳。由SMS公司供应的德国力士乐液压缸一般只能运行6个月，寿命远低于设计水平，显然不符合整机设计使用要求。从国外采购订货周期长，手续繁琐，售后服务得不到保证。同时，从国外采购价格昂贵，一个液压缸要花费157万元人民币，使生产成本大受影响。5为有效解决上述技术经济问题，珠钢公司决定与国内液压缸公司合作研制开发连铸机大型摆动液压缸。韶关力士

3、乐液压缸厂技术开发实力雄厚，被选定为项目的承担单位。1．2本技术的特征、原理和适用范围本技术属机械工程技术领域，涉及机构学、金属切削工艺、热处理、润滑技术、液压故障诊断等多学科。本研究项目的关键技术是提高机械零件的抗磨损能力、降低运动件的应力，从而延长元件的寿命，提高元件的可靠性，进而保证连铸生产的顺利进行。本项目的研究成果可直接应用于柱塞侧向力较大的液压缸以提高可靠性为目的的技术改进。1．3开发研究的路线发现液压缸使用寿命短问题---问题分析---寻找解决方案---确定方案---产品改进设计---工艺设计---加工制造---质量检验---性能测试---安装使用---运行考察---

4、技术总结。1．4已完成情况本项目已于2001年9月完成制造并立即投入使用，现已运行10个月，事实证明，到目前为止，根据用户反映的意见，液压缸的所有性能均符合要求。2主要技术性能指标液压缸的主要结构性能指标如下：尺寸：650/600mm行程：700mm压力：25MPa最低启动压力0.8MPa外泄漏：无活塞摆角：+70使用寿命：2年3问题的分析与解决3．1问题的分析经反复勘察、调研、校核，对液压缸磨损过速的问题得出了以下结论：液压缸活塞杆严重划伤的主要原因是它的支持面的面积过小，压强过大，活塞杆屈服强度不够，以至在径向力的作用下，密封件变形，活塞杆直接压在缸筒的金属件，引起严重的摩擦与

5、磨损。压杆球头的磨损主要是润滑脂流道不畅引起润滑不良所造成的。3．2解决问题的对策根据珠钢的实际情况，本课题须着重解决以下技术问题：柱塞杆与导向套支持面摩擦及活塞杆表面严重划伤，油缸寿命短的问题。5柱塞杆内置球杆与球座之间严重烧伤磨损的问题。由此，确定了以下主要的解决对策：增大缸头导向支持面，使径向压力下降40%。缸头与密封件支持台肩内圆孔（φ600）倒角，以防柱塞倾斜时锐边划伤运动的柱塞的表面。在缸头外端再增加一道软支撑环，以初始径向力并降低原密封件及其支持件的压力。缸头导向部分开润滑槽提供良好的润滑，减小相互间的摩擦。改进球座的润滑流道，增大润滑面积。效用优质钢材及良好的热处理

6、方式，改善摩擦副，增强抗摩擦磨损的能力。改进后的液压缸如图2所示，有关零件如表2所示。表2改进后的液压缸零件明细表加工件标准件1法兰①螺栓M162球座I②螺栓M83压盖③防尘圈4球杆④支承环5压板⑤V形组合密封6柱塞杆⑥螺栓M42X37螺母⑦O形圈8缸头⑧O形圈9吊耳⑨螺栓M42X310缸筒体11铜支撑环12活塞13球头II14球头盖通过采取以上措施，大幅度改善液压缸的受力状况，使液压缸的设计寿命由不足6月提高到2年。3．3加工制造工艺由于是引进的设备，液压缸原技术数据不充分，须对损坏的液压缸进行测试，再根据技术要求重新确定有关参数。液压缸有关加工工艺参数如表3所示。表3主要零部件

7、工艺数据零件名称材料加工工艺精度缸筒45#粗车调质、内孔粗镗、精镗、滚压、粗糙度0.2~0.48级5柱塞40Cr粗车调质、精车后镀铬、抛光、粗糙度0.2~0.47级球杆GCr15粗车调质、球头数控机床精车、正火淬硬再磨光、粗糙度1.6~0.87级球座ZQSn10-1数控机床加工、粗糙度1.6~0.88级导向套QT50-2粗车内孔、精车、再磨光、粗糙度1.6~0.88级3.3实际使用效果的对比由韶关力士乐液压缸厂制造的珠钢连铸机大型摆动液压缸于2001年9月开始在线使用