卸卷小車(chē)快速上升準(zhǔn)確定位的簡(jiǎn)易方法

李 強(qiáng)，任鳳萍

（萊鋼板帶廠，山東 萊蕪 271104）

年產(chǎn)量40萬(wàn)t的淺槽紊流推拉式鹽酸酸洗機(jī)組是萊鋼冷軋薄板的主要生產(chǎn)線。卸卷小車(chē)是該機(jī)組的主要設(shè)備，其主要作用是將鋼卷流暢輸出。工藝流程為：?jiǎn)?dòng)卸卷小車(chē)使鞍座下降到低位、進(jìn)入卷取機(jī)卷筒下方，升起鞍座，確認(rèn)托住帶卷、將卷筒上下托輥打開(kāi)、卷筒縮徑、卷取機(jī)活動(dòng)支承打開(kāi)、啟動(dòng)卸卷小車(chē)水平動(dòng)作卸下帶卷、由小車(chē)將帶卷送往固定鞍座上，完成卸卷。本條線卸卷小車(chē)主要設(shè)備有升降鞍座和橫移小車(chē)兩部分。升降鞍座為導(dǎo)向桿式，在該裝置的導(dǎo)向下由升降油缸驅(qū)動(dòng)升降。鞍座升降分快、慢速，均為O型四位三通閥液壓驅(qū)動(dòng)。橫移小車(chē)由變頻電機(jī)驅(qū)動(dòng)平行運(yùn)行。

在正常生產(chǎn)中，整個(gè)卸卷過(guò)程均由操作工手動(dòng)完成，不僅影響酸洗節(jié)奏，而且在小車(chē)上升托卷時(shí)往往會(huì)出現(xiàn)當(dāng)小車(chē)上升還未觸及鋼卷時(shí)，操作工誤判斷對(duì)卷筒進(jìn)行縮徑，導(dǎo)致鋼卷迅速下墜，對(duì)卷筒產(chǎn)生很大的沖擊載荷?；蛘叱霈F(xiàn)小車(chē)上升觸及鋼卷后繼續(xù)上升，造成卷筒受到額外的向上推力，一旦推力過(guò)大，將造成卷取機(jī)卷筒滑楔斷裂或卷筒變形等危害。因此，小車(chē)空載上升能否快速而平穩(wěn)頂靠在鋼卷上，將直接影響到卷筒使用壽命及整條線的生產(chǎn)效率，同時(shí)也是能否實(shí)現(xiàn)自動(dòng)卸卷的關(guān)鍵。

一、問(wèn)題提出

1.常規(guī)解決方法及存在問(wèn)題

為了實(shí)現(xiàn)在不同卷徑下的自動(dòng)卸卷功能，以往的解決方法是借助PLC控制，建立卷徑計(jì)算數(shù)學(xué)模型，鞍座上升為電液比例閥驅(qū)動(dòng)控制，并帶有位移傳感器等精密測(cè)距元件。通過(guò)控制系統(tǒng)測(cè)出的卷徑值，驅(qū)動(dòng)鞍座上升距離，并通過(guò)位移檢測(cè)元件檢測(cè)鞍座上升距離，隨時(shí)修正鞍座還需上升的距離，實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確定位。這類方法由于相關(guān)因素太多，系統(tǒng)易受干擾，穩(wěn)定性較差，且投資較大。

2.新方法提出及試驗(yàn)

為了能較好地解決這一問(wèn)題，最大限度地降低投資，根據(jù)冷軋薄板酸洗線目前的現(xiàn)狀，擬通過(guò)檢測(cè)卸卷小車(chē)升降鞍座的受壓情況來(lái)實(shí)現(xiàn)小車(chē)上升的準(zhǔn)確定位。為此，進(jìn)行了一系列試驗(yàn)，其試驗(yàn)情況統(tǒng)計(jì)如下。

（1） 在固定鞍座上放一15.5t重的酸洗成品卷，在小車(chē)上升液壓驅(qū)動(dòng)閥臺(tái)出口側(cè)安裝一壓力表，將小車(chē)停于鋼卷正下方，快速驅(qū)動(dòng)小車(chē)上升，小車(chē)在空載上升中啟動(dòng)瞬間壓力達(dá)到12～13MPa；升起后壓力降為10MPa左右；繼續(xù)上升，在接觸到鋼卷的瞬間壓力達(dá)到13～14MPa；將鋼卷托起繼續(xù)上升中壓力變?yōu)?2MPa左右。在整個(gè)上升運(yùn)動(dòng)中，其空載及負(fù)載壓力變化范圍較小，不易采集。

（2）慢速驅(qū)動(dòng)小車(chē)上升，小車(chē)在空載上升中壓力始終保持在1MPa左右；接觸到鋼卷后壓力逐漸上升，當(dāng)上升到5MPa時(shí)將鋼卷托起并在托起鋼卷的上升中保持壓力不變。在整個(gè)上升運(yùn)動(dòng)中，其空載及負(fù)載壓力變化明顯，易于采集。

（3）卸卷小車(chē)在快速下降時(shí)壓力下降到1MPa以下。

（4） 小車(chē)在靜止?fàn)顟B(tài)下，壓力保持為4～6MPa。

（5）小車(chē)快速上升的速度是慢速上升的10倍以上。

通過(guò)上述試驗(yàn)可以得出以下結(jié)論：在目前的液壓系統(tǒng)條件下，通過(guò)慢速驅(qū)動(dòng)小車(chē)上升可以憑借壓力檢測(cè)實(shí)現(xiàn)小車(chē)上升的準(zhǔn)確定位。但是在這一速度下根本無(wú)法滿足快速卸卷的工藝要求。通過(guò)快速驅(qū)動(dòng)小車(chē)上升雖然能夠滿足快速卸卷的工藝要求，但是由于其空載及負(fù)載壓力變化范圍較小，不易采集，無(wú)法實(shí)現(xiàn)小車(chē)上升的準(zhǔn)確定位。

二、解決措施

為了解決這一矛盾，作如下方案設(shè)計(jì)。

在小車(chē)的升降鞍座上安裝一個(gè)有效檢測(cè)距離為15mm的接近開(kāi)關(guān)作為小車(chē)上升快慢速轉(zhuǎn)換的檢測(cè)元件。在升降鞍座液壓驅(qū)動(dòng)閥臺(tái)出口側(cè)安裝一壓力開(kāi)關(guān)，并將壓力信號(hào)輸出值設(shè)為3MPa，作為小車(chē)上升停止的檢測(cè)信號(hào)。卸卷時(shí)，小車(chē)進(jìn)入鋼卷正下方，在滿足上升條件后，小車(chē)快速上升，在距鋼卷底部15mm左右接近開(kāi)關(guān)檢測(cè)到鋼卷后，小車(chē)由快速轉(zhuǎn)為慢速上升，在慢速上升下小車(chē)逐漸接觸頂靠鋼卷的過(guò)程中，小車(chē)鞍座受壓壓力從1.0MPa逐漸上升，當(dāng)壓力達(dá)到3MPa時(shí)，輸出一壓力信號(hào)，停止小車(chē)上升。實(shí)現(xiàn)小車(chē)快速而平穩(wěn)地頂靠在鋼卷上。

試驗(yàn)中得知小車(chē)在停止或上升中壓力均在3MPa以上。在下降時(shí)壓力在1MPa以下，小車(chē)自動(dòng)卸卷時(shí)，在慢速上升并準(zhǔn)確?？吭阡摼砩现?，需經(jīng)過(guò)下降、停止及快速上升的一系列動(dòng)作。這些動(dòng)作勢(shì)必影響慢速上升停止信號(hào)的正確輸出。為此，在程序中對(duì)這一信號(hào)作上升沿觸發(fā)處理，且觸發(fā)的前提是在慢速上升的條件下。程序句如下。

這樣，有效地將這一信號(hào)進(jìn)行分離利用，保證了信號(hào)的準(zhǔn)確性，從根本上解決了問(wèn)題。

三、效果

此項(xiàng)目投入運(yùn)行近1年來(lái)，系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定，設(shè)備維護(hù)簡(jiǎn)單?？朔巳藶椴僮鲗?dǎo)致卷取機(jī)卷筒受損的情況，并減少了勞動(dòng)量，提高了生產(chǎn)的穩(wěn)定性，實(shí)現(xiàn)了鋼卷流暢輸出，進(jìn)一步提高了酸洗線工作效率。

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