作為某廠電極制備生產線的主體設備，7000噸油壓機主要是用來制備一次電極，且生產效率高低對該廠生產任務產生直接的影響。鑒于常規思路中利用主缸加壓的改造所具有的不便，本文通過分析7000噸油壓機液壓系統及設備主體，提出一種在加壓過程中通過充液閥對主缸進行液壓油補充的方法，達到提高油壓機壓制電極速率的效果，從而在很大程度上降低了改造的難度及風險。
    以生產鈦及鈦合金鑄錠為主的某廠為例，其電極制備生產線的主體設備為7000噸油壓機，伴隨生產任務的逐年遞增，該廠對電極制備生產線的要求也相應增加，然而當前該廠熔煉能力為每月1400噸，但兩臺電極制備油壓機的能力卻只能達到每月1100噸，因而無法滿足生產的需求。這就需要對7000噸油壓機的液壓系統進行改造，通過充液閥對主缸進行液壓油補充的方法，加快油壓機壓制電極速率，使得電極制備生產效率得到有效提高
    分析當前7000噸油壓機設備的運行狀況
    該廠7000t油壓機壓制電極塊的過程及用時如表1所示。
 

    表1 7000t油壓機壓制電極塊的過程及用時
    由表1可知，用時最長為主缸加壓及電極塊擠出，兩者幾乎在整個電極塊壓制過程中占有一半工時，所以要想提高電極塊壓制速率，減少電極塊壓制時間，就應當想辦法令主缸加壓及電極塊擠出速度得到進一步提高。其中，該油壓機的主泵為一對意大利產薩姆HIV160恒功率（功率為75kW）變量軸塞泵。當壓力為零時，其流量為230L/min；壓力為30Mpa時，流量為100L/min。而該油壓機的主缸直徑為1750mm，側面積為240dm²。經計算得知，其開始加壓速率為3.2mm/s，結束加壓速率為1.3mm/s，平均速率為2.3mm/s。并且在加壓過程中，7000t油壓機兩臺主泵并非是同時加壓，而是一臺主泵間歇加壓，另臺主泵一直加壓，因此加壓速度實際要比2.3mm/s低。而在電極塊擠壓時，提供動力的只有一臺主泵，另外一臺則不參與該過程。
    7000噸油壓機液壓系統改造方案
    在保持電磁閥1DT、2DT均斷電的情況下，保持四個插裝閥全部關閉，則壓機不動。控制系統的四個通徑為80mm的插裝閥均是由通徑為10mm的電磁換向伐來進行控制，理論流量控制在450-1800L/min左右。而提高壓制速度理論上可以通過提高流量來實現。利用改變該油壓機加壓方式，或者控制電極塊擠出系統流量的手段，使得壓制電極塊時間得到有效減少，從而達到提高電極塊壓制效率的目的。這種油壓機液壓系統原理如圖1所示。由該廠生產現場情況可知，為盡可能地避免改變其原有液壓系統，因而為了在加壓和擠壓時將壓力油提供給主缸，從而有效提升其壓制電極塊的效率，這里考慮將一臺主泵系統以及相配套的液壓閥、    管路等添加入該7000t的油壓機中，該系統原理與原來的主泵系統基本一致。
在性能參數方面，添加的主泵與原來的兩臺基本一致，且該部分的電液換向閥工作時間與原系統的相同，從而能使得其工作效率得到進一步提高。當加壓結束時，電磁換向閥1DT、2DT主要目的是將單向閥與電液換向閥之間的壓力卸除。為實現改造的目的，添加的液壓泵所提供的壓力油需要通過主缸，只是由于當前主缸口密封，想要改動很不方便。因而可以讓添加的回路先匯集到上油箱，接著利用充液閥，將壓力油沖入到主缸內，共同實現對系統的加壓。而作為控制主缸油路與上油箱開斷的充液閥，其在電極塊擠出過程及加壓時保持閉合，即利用拉桿頭部與閥芯的連接保持充液閥的閉合。充液閥的閉合主要目的是預防系統發生卸壓而不能進行正常工作的現象。

1-單向節流閥；2-電磁換向閥；3-梭閥；4-插裝閥；5-單向閥
圖1 原油壓機液壓系統原理圖

圖2 改進后的充液閥結構

    改進后7000t油壓機液壓系統的性能校核
    因為在工作時，充液閥的閥芯需要持續的開啟和關閉，因而需要利用軟管來連接郵箱與充液閥，以對原液壓系統的正常工作造成影響。考慮到新增液壓泵的性能一原液壓泵相同，因而在加壓與擠壓過程中，7000t油壓機壓制電極塊的速率顯著提高，經檢測得到，壓力為零及30Mpa時，系統的流量分別為230L/min及100L/min，主缸面積為24000mm²，計算得到開始和結束時的加壓速率分別為4.8mm/s、2.1mm/s，平均速率為3.45mm/s。由此可見，與原系統相比，其加壓流量提高至50%、擠壓速率幾乎提高至原來的一倍，而加壓時間則相應減少至原來的0.4-0.5，時間僅需80s左右。擠壓時間則減少到30s，原先需要330s的總體壓制時間，改進后只需230s，并且整體系統運行平穩，很好地實現了預期目標。
    結束語：經過上述的技術改造，7000t油壓機液壓系統保留了性能較好并且仍然能夠使用的液壓泵及泵頭閥等部件，同時還使得液壓控制系統存在的主要技術缺陷得到有效解決，一方面在有效保證油壓機液壓系統穩定的同時，還拓寬了該壓機的應用范圍；另一方面又使得系統的可靠性及換向靈活性得到進一步增加，有效提高該壓機的工作性能。同時，將液壓控制元件在一個集成塊上安裝，還是得維修和調節變得更為方便。