冷軋機組斜楔調(diào)整裝置的應(yīng)用及故障分析

張新利

(寶鋼集團新疆八鋼公司，新疆 830022)

新疆八一鋼鐵股份有限公司冷軋薄板廠的冷軋機組是2004 年從日本引進的二手設(shè)備，經(jīng)過修配改造后安裝調(diào)試，于2005 年4 月建成投產(chǎn)。該機組機械設(shè)備為原美國UNIT 公司制造，意大利DALIENI 公司進行電控系統(tǒng)配置，美國SHERMAN 公司提供換輥設(shè)計，北京設(shè)備院進行機械液壓系統(tǒng)轉(zhuǎn)化設(shè)計。

軋機采用液壓壓下，1#～4#機架通過斜楔調(diào)整裝置進行換輥。斜楔調(diào)整裝置的功能是調(diào)整下支撐輥和下工作輥的豎直位置。斜楔調(diào)整裝置是一個由液壓缸驅(qū)動的水平滑動斜楔。斜楔裝置安裝在下支撐輥軋機窗口牌坊的基礎(chǔ)上，斜楔調(diào)整裝置液壓缸安裝在軋機操作側(cè)的基礎(chǔ)上，液壓桿通過一個U 型連接頭固定到斜楔裝置上。一個比例閥控制液壓缸，一個線性位移傳感器安裝在液壓缸內(nèi)用于顯示液壓缸的相對位移，根據(jù)計算機計算得出斜楔上升的絕對位移，指示斜楔的最大、最小位移。兩個接近開關(guān)安裝在換輥小車下底滑道上。

1 斜楔裝置主要用途

1.1 更換軋輥

斜楔調(diào)整裝置可用于在換輥操作過程中上升和下降輥系。啟動斜楔液壓缸將下支撐輥軸承座升到完全升起位置，啟動支撐輥平衡缸，當平衡缸完全伸出時上支撐輥鎖定液壓銷收回，使上支撐輥軸承座落在下支撐輥軸承座上。收回斜楔裝置，使下支撐輥軸承座落在換輥小車軌道上，拆開上、下支撐輥軸承座的液壓管和潤滑管，打開其軸承座側(cè)壓板。啟動斜楔裝置液壓缸，將其升到合適位置，保證輥縫間隙為零，同時支撐輥平衡缸動作，一旦平衡缸完全伸出，上支撐輥液壓鎖定銷動作將上支撐輥固定在牌坊上面，平衡缸收回并將下支撐輥座放在換輥小車軌道上。

將軋機操作面板打至換輥位，AGC 卸荷、上升，平衡缸伸出，上支撐輥上升至上支撐輥倒掛銷位置時，停止平衡缸上升，插入倒掛銷。將平衡缸打至下降位，推入斜楔，上升一定位移使輥縫間隙為零，拔下平衡缸快速接頭，拉出斜楔將斜楔完全收回，使上下支撐輥分離，打開下支撐輥軸向鎖定，抽出換輥小車。

換輥時，轉(zhuǎn)換斜楔調(diào)整裝置到換輥狀態(tài)，將工作輥下降，和下支撐輥疊放到換輥位置。斜楔調(diào)整液壓缸注入壓力油，將疊放的輥子抬升脫離換輥軌道，直到新輥到達軋線位置。當斜楔裝置抬升輥子時，支撐輥和工作輥平衡缸注入壓力油達到平衡狀態(tài)。當平衡缸完全伸出時，上支撐輥鎖定銷縮回，液壓缸上裝有接近開關(guān)，指示活塞桿回縮位置，檢測到接近開關(guān)后，HAGC 液壓缸下降到設(shè)定軋線位置。

1.2 軋線調(diào)整

1#～4#軋機的支撐輥軸承座下設(shè)有液壓驅(qū)動的斜楔裝置，調(diào)整下輥位置，從而保證在軋輥直徑變化時軋制線恒定不變。一組由伺服閥控制的傳動液壓缸檢測元件控制要求，顯示行程大小，用“升高”、“降低”兩個發(fā)光按鈕操作。移動行程可設(shè)定，進行自動定位。

在5#軋機的支撐輥軸承座下增加墊片調(diào)整下輥位置，保持軋線恒定。在壓下液壓缸內(nèi)設(shè)有壓力傳感器檢測油壓，從而計算出軋機軋制力。

1.3 輥縫調(diào)節(jié)

在每架軋機的牌坊上裝有液壓壓下調(diào)節(jié)裝置，用于設(shè)定和動態(tài)調(diào)節(jié)軋輥輥縫。每架軋機設(shè)有兩個壓下液壓缸，每個壓下液壓缸設(shè)有磁尺裝置，檢測和顯示輥縫大小。壓下液壓缸由伺服閥控制，同步動作。

液壓缸的行程為1 499 mm，等于斜楔的全部行程。當液壓缸被全部抽回時斜楔在最低位置(軋輥抽出位置)，當液壓缸在全抽出位置時斜楔在最大上升位置。

根據(jù)以下公式并按照下工作輥面到軋線的要求可計算豎直上升距離:

式中 WR＆——工作輥輥徑;

BUR＆——支撐輥輥徑;

Ψ——從軋線到斜楔上表面零位的固定的測量值。

2 存在的主要故障及解決措施

在試車和換輥過程中，潤滑斜楔裝置暴露出的幾個問題，嚴重干擾了正常生產(chǎn)，影響了生產(chǎn)效率。

干油浪費情況嚴重。一是啟動一個機架的斜楔時，其它斜楔和換輥小車滑道也在供油;二是主操作室進行手動操作時會忘記停泵;三是沒有實現(xiàn)合理的供油次數(shù)設(shè)定。

自動連鎖問題。啟動供油系統(tǒng)時，主操作室無法判斷油路是否通暢，干油是否到達潤滑點，無法有效反饋潤滑信息，無法實現(xiàn)自動操作。

由于斜楔和小車滑道干油潤滑系統(tǒng)的控制與操作存在問題，潤滑油不能在斜楔動作前傳遞到斜楔滑動表面，而強行拉動會導(dǎo)致斜楔面嚴重拉傷，致使斜楔無法拉出，嚴重影響軋機換輥工作。

2.1 干油潤滑問題的解決措施

目前由冷軋機組主操作室控制斜楔和小車滑道干油潤滑系統(tǒng)的啟停。斜楔開動前，先啟動油泵，電磁閥得電為斜楔供油，斜楔停止后停止供油。我們對各種牌號潤滑脂做了試驗，對比后認為00#極壓鋰基潤滑脂性能比較符合使用要求。這種潤滑脂適用于工作溫度在－20～120℃范圍的高載荷機械設(shè)備。同時對干油分配器及電磁換向閥進行了定期清洗和更換，保障了油路暢通。

在操作方式上也進行了改進。在移動斜楔前，必須啟動自動干油潤滑系統(tǒng)，提前給斜楔及下支撐輥滑動表面供應(yīng)潤滑脂，潤滑斜楔裝置和下支撐輥軸承座表面，以保障接觸面潤滑良好。

主操作室的干油系統(tǒng)實現(xiàn)每臺軋機斜楔干油潤滑系統(tǒng)的單獨控制。換輥模式切換功能通過電磁閥實現(xiàn)，斜楔和小車都不動作時關(guān)閉干油泵，油泵與8 個支路電磁閥連鎖，一旦電磁閥通電打開，油泵就啟動。手動控制狀態(tài)作為備用保留在主操作室界面上。以上措施有效解決了干油浪費問題，干油得到合理利用。

在干油潤滑電氣連鎖條件解除的情況下，為保證冷軋機組換輥的正常進行，做以下操作:將控制面板調(diào)換至換輥狀態(tài)，打開相應(yīng)換輥軋機斜楔的干油閥門，并開啟氣動泵，保證向斜楔底面供油2 min。關(guān)閉氣動泵，然后關(guān)閉相應(yīng)換輥軋機斜楔的干油閥門，最后操作斜楔裝置。在移動換輥臺架時，先打開相應(yīng)換輥軋機換輥臺架的干油閥門，并開啟氣動泵，保證向小車底面供油1 min。關(guān)閉氣動泵，然后關(guān)閉相應(yīng)換輥軋機的換輥臺架干油閥門，最后操作換輥臺架。如需連續(xù)多次換輥，換輥臺架可在第一次潤滑后，無需再次潤滑。

2.2 控制程序問題的解決措施

控制程序問題包括:測算斜楔初次動作和中間連續(xù)動作需要的時間，并確認斜楔油膜所需的供油量，以確定供油次數(shù);提供斜楔和小車潤滑系統(tǒng)操作的動作步驟及工藝要求描述;修改斜楔潤滑系統(tǒng)控制PLC 程序和HIPAC 程序。

規(guī)定斜楔潤滑系統(tǒng)的操作過程:斜楔調(diào)整液壓缸，斜楔調(diào)整液壓缸比例閥，縮回液壓缸和斜楔，下降斜楔，伸出液壓缸和斜楔，斜楔上升。斜楔調(diào)整裝置液壓缸的行程極限位置接近開關(guān)指示液壓缸全伸出和斜楔全升起，符合軋輥更換條件許可。

小車滑道潤滑程序:發(fā)出啟動小車指令→先開泵再打開小車滑道支路的電磁開關(guān)閥→單線遞進式分配器進行一次循環(huán)→小車運行→繼續(xù)供油(小車移動換向閥線圈信號與泵電磁閥連鎖)→小車停止→停泵

斜楔初次動作步驟:循環(huán)開關(guān)打開→完成初次規(guī)定的10 次供油→斜楔動作→繼續(xù)供油→斜楔停止→停泵

初次動作之后的任何動作與上述過程相同，只是規(guī)定供油次數(shù)為1。在程序進行過程中操作工要認真操作，保證斜楔動作時供油，其他時間停泵。

2.3 斜楔漂移問題的解決措施

試車時還發(fā)現(xiàn)，未發(fā)出換輥指令時主控臺卻顯示斜楔在自動調(diào)整，造成軋制線的波動，影響了正常生產(chǎn)。

通過分析發(fā)現(xiàn)斜楔漂移的原因有幾種:傳感器失效、液壓缸內(nèi)泄、液壓鎖失效、換向閥故障、溫度漂移。經(jīng)過對斜楔漂移的數(shù)據(jù)監(jiān)測和對液壓系統(tǒng)檢查，發(fā)現(xiàn)1#軋機斜楔在關(guān)閉油路的狀態(tài)下，液壓缸下滑了(2～4)mm，斜楔調(diào)整裝置線性位移傳感器指示液壓缸全伸出、斜楔全上升，反饋信號潤滑斜楔裝置和下支撐輥軸承座表面。

斜楔裝置液壓缸采用的是LH 型帶標準圓環(huán)磁鐵的位移傳感器，采用可靠、耐用的模塊組裝設(shè)計，靈活性和經(jīng)濟效益較高。高精度直接輸出的位移傳感系統(tǒng)裝置采用模擬信號輸出模式，零點和量程可以現(xiàn)場調(diào)整，簡單快捷。經(jīng)過對位移傳感器校驗，發(fā)現(xiàn)1#和4#傳感器有明顯偏差，更換后使用效果良好。

3 改進效果

經(jīng)過三個多月的改進與監(jiān)測，冷軋機組的斜楔調(diào)整裝置工作狀況有了明顯的改進。斜楔潤滑得到了良好保障，干油分配器運行比較通暢，堵塞時能及時更換，電磁換向閥信號準確，干油泄漏得到了嚴格控制，斜楔漂移問題也得到解決。