四辊光整机压上液压伺服系统故障分析及对策.pdf

第 2 期 总第 8 6 期 2 0 0 1 年 4月 液压气动与密封 Hy d P n e u m＆ S e l s N o 2 S e r i r N o ． 8 6 Ap d l ， 2 0 01 四辊光整机压上液压伺服系统故障分析及对策 冉崇云黄德轩千治江 摘要介绍了光整机液压伺服系统故障现象及原因分析 ， 通过各种故障现象， 找到了行之有效的对策。 关键 词伺服液压故障分析对策 l 概述 攀钢冷轧厂热镀锌机组中央段的四辊光整机专 门用于生产光整镀锌板 光整机由日本三菱公司做 基本设计并提供压上主液压系统． 详细设计及制造 由第二重型机械厂完成。光整机系统布置如图 1 所 刀 。 1 ． 1 光整机系统组成 光整机主要由五部分组成 1 光整机本体； 2 入出口测张辊； 3 入出口张力辊； 4 压上伺服液压 系统 ； 5 电控 系统。 1 ． 2 主要技术参数 2 压上液压伺服系统 2 1 系统组成 该液压系统用于主液压压上缸及工作辊支承辊 平衡弯辊缸 的控制 ， 工作压力 2 1 IV lP a 。系统由泵 站、 压上伺服阀台、 平衡弯辊阀台、 中间配管及工作 油缸组成 ， 如图 2所示 。 1 5 张力 辊 ； 2 一挤干 辊； 3 一出 I 1 测张辊 ； 4一防跳辊 ； 5 一上擦辊 ； 6 一测压头 引进 ； 7 一上 支承辊 ； 8 一上工作 辊 ； 9 一人 I 1 测张辊 l O 、 1 1 4 张力辊组 ； 1 2一转 向测张辊 ； 1 3 一防皱辊 ； 1 4 一压上油缸 引进 ； l 5 一位移磁尺 引进 ； 1 6 一下擦辊。 图 1 光整机系统 布置 图 2 2 伺服控制特点 由于镀锌机组为连续性很强的生产线 ， 所 以工 艺要求光整机 的投入必须 在不停机情况下完成 ， 设 计为机组速度 3 0 m／ mi n时投入。这与冷连轧机 ， 平 整机投入方式不 同。由于镀锌板表面钢质较软容易 在投入光整机使辊子压上时产生压断、 拉皱， 所以要 审二 ⋯ ⋯ 鞯 ‘ ； 厂 一 ； 三 著 j 图 2 渡肚 系统方框 图 对辊子在接触板面时的压力及水平度进行严格控 制 ， 这就是为何采用伺服系统的原因。其主要控制 特点为 1 下支承辊由压 上缸推上投入 ， 在辊 面接触 板子前， 采用恒位控制， 保证上行时两端水平同步。 当两端出现 2 mm位置误差时 由油缸磁尺检测 将 自动切断而回落并视为故障。 2 当工作辊 与板 面接触其 轧制 力为 5 0 t 时 由机架顶部测压头检测 由恒位控制转为恒压控制 进行光整 ， 在正常生产时 ， 当两端轧制力差超过 l o t 且时间延迟 5 0 m s 时， 将自动打开辊缝并视为异常。 3 两压上缸分别由两个伺服阀控制升降， 由 光整机上的2 个测压头及磁尺位移传感器反馈实际 压力及位置信号 ， 通过 计算机系统处理后调节两端 伺服阀给定值， 实现压力、 位置闭环控制。 3 伺服 系统故障分析 维普资讯 2 0 0 1 年 4月 冉崇云等 四辊光整机压上液压伺服系统故障分析及对策 2 7 3 ． 1 故障现象 故障现象主要表现在下列几方面 3 ． 1 ． 1 两端压上缸经常 出现不同步 而无法投入， 时 好时坏。 即使更换伺服阀后， 此现象仍不能彻底消除 3 ． 1 ． 2 调试过程中主油缸需要进行排气， 发现难以 将缸中气体排尽 ， 在试生产过程中经排气， 两端油缸 中仍有一定量的空气存在。 3 ． 1 ． 3 光整过程中， 当机组速度提高到6 0 m ／ rr fi n 以 上时 设计速度为1 2 O re ／ ra in 出现严重的轧制力波动 即两端轧制力出现较大偏差 ， 使镀锌板在光整机处 折皱 ， 甚至轧断， 所 以只能低速生产。 3 ． 1 ． 4 按工艺要求焊缝过光整机或机组停机后， 均 要打开辊缝 或降低张力 防止将焊缝压断或焊缝损 伤工作辊面。 出现的故障是， 打开辊缝需重新投入时 要反复压上多次才能完成投入工作， 原因仍是同步问 题。 3 ． 2 故障原因分析 根据故障现象 ， 主要表现在压上缸同步 ， 液压缸 进气， 压力波动三个方面。 由于这三方面问题之间有 内在联系， 给故障排除带来极大困难， 使生产严重受 阻。 在这种情况下我们立足现场实际观察 及试验结 罨， 采取排除法分析原因。 。 通过现场反复观察得知 ， 不同步有9 0 ％以上是传 动侧慢、 操作侧快， 所以我们进行一系列有针对性的 试验。 试验表明有9 0 ％以上可能性是系统进气所致， 未得 出结论。 4 解决同步问题方案分析 在现场我们进行 了多次系统测试 ， 其结果如下 1 抽出机架内辊子采用手动给伺服阀信号进 行压上缸升降， 观察缸下腔压力变化情况。 2 伺服阀上升信号给出后操作侧缸立即上升， 压力为2 MP a ，但传动侧伺服阀动作后约2 秒压力才有 为2 MP a 缸立即动作。 3 伺服阀下降信号给出后两个液压缸同时下 降； 当两个缸降到底后约5 秒左右， 压力为0 ， 此时再给 上升信号 ， 传动侧启动有2 秒延迟。 4 单动个液压缸现象为 传动侧缸单动下降， 在缸降到底后3 秒内下腔压 力由2 MP a - ， 若在下腔压力未降到零时立即上升无 延迟。 但压力降为零后在上升有2 秒延迟。 操作侧缸单动下降在缸降到低后1 5 秒内下腔压 力由2 MP a - ， 而且在任何时候启动上升均不产生延 迟。 根据上述现象我们在中央操作台上设一人 ， 控制 室内设两人 1 人手动操作传动侧液压缸升降， 1 人观 察缸位移检测器指示值 。 两处用对讲机联络。 传动侧 液压缸在l O mm行程内反复升2 --3 次 ， 当压上缸上 升后开始下降时恢复自动方式 当磁尺数据为0 ． 5 i ro n 时向操作台发出投入指令开始投光整确保同步压上。 实践证明用手动加 自动方法解决伺服压上系统 同步问题是行之有效的。 5 压上缸进气原因分析 尽管现场采取手动加 自动方案能保证两缸压上 同步， 但仍存在高速生产时轧制力有较大波动， 这与 液压系统进气有直接关系。 所以必须找到进气点方能 彻底解决。 通过观察发现进气点为压上缸下腔测压 头。 为此我们将测压点堵死进行 了近2 0 天试验其结果 一 切恢复正常轧制力也较为稳定 图 3 进 气原因分析图 如图3 所示， 当压上缸处于下降极限待机位置时 伺服阀处于右位全开位置使油缸下腔与回油接通， 防 止缸由于正零飘而 自动上移 即图示位置 由于回油 箱比 伺服阀及油缸低4 M 左右， 而引起回油重力吸空 使油缸下腔产生负压 ， 从 而造成测压头吸空。 这就是 为什么当缸下降倒底后 ， 下腔压力迅速由2 MP a 降为 零的原因。 6 结论 攀钢镀锌机组四辊光整机压上同步问题经过近1 年分析研究表明， 外方所设计的系统本身存在缺陷而 导致进气 。 尽管结论非常简单但分析查找过程较为复 杂。 这一案例在液压系统故障现象中有一定的代表 性 ， 可供同行参考。 参考资料 1 攀钢冷轧厂光整机使用及维护说明书 三菱重工 2 攀钢冷轧厂光整机液压系统伺服阀说明书 三菱重工 3 攀钢冷轧厂光整机控制系统说明书 三菱重工， 日本安川 电气 作 者 冉崇 云， 男 ． 工程师 ， 攀枝 花钢铁 集 团 公司冷 轧 厂， 6 1 7 0 2 2 收稿 日期 2 0 0 00 9 2 6 维普资讯