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      熱軋精軋階梯板液壓控制及故障分析

      2019-10-21 07:46:39楊尚鋼王毅俊
      科技風(fēng) 2019年6期

      楊尚鋼 王毅俊

      摘?要:現(xiàn)在對熱軋帶鋼產(chǎn)品厚度、寬度等質(zhì)量指標(biāo)的重視。精軋機(jī)階梯板是熱軋線軋制線調(diào)整的重要設(shè)備,能實(shí)現(xiàn)軋輥更換和匹配的自由組合,以便提高產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量。本文是針對其的液壓控制系統(tǒng)及常見故障的分析和處理。

      關(guān)鍵詞:精軋機(jī);階梯板;液控閥

      某鋼廠1580熱軋精軋階梯板作為精軋機(jī)換輥標(biāo)高調(diào)整的重要設(shè)備,其主要功能是通過移動階梯板液壓缸位置來調(diào)整對應(yīng)階梯板厚度,以補(bǔ)償軋機(jī)工作輥和支撐輥輥徑磨損減小而帶來的軋制線變化,從而實(shí)現(xiàn)在軋輥輥徑自由變化組合的情況下,保證軋機(jī)軋制線在正常范圍內(nèi),實(shí)現(xiàn)軋制多種規(guī)格品種的正常穩(wěn)定性。

      1 階梯板平移液壓裝置介紹

      精軋機(jī)兩側(cè)的不同厚度階梯板按照厚度進(jìn)行區(qū)分,由薄至厚安裝在階梯板平移框架內(nèi)部,并通過安裝于機(jī)架傳動側(cè)的液壓缸進(jìn)行位置調(diào)整。

      在液壓缸的無桿腔裝有位移傳感器,在階梯板平移的過程中,液壓缸動作的位置控制,都是依靠位置傳感器檢測到液壓缸活塞桿位置來進(jìn)行控制的,整個控制過程中,在傳感器與PLC系統(tǒng)的閉環(huán)控制下,當(dāng)設(shè)定位置與反饋位置做偏差后,對相差值進(jìn)行PI調(diào)節(jié)控制給定量,通過液壓比例閥的開口度調(diào)節(jié)得以實(shí)現(xiàn)階梯板位置的穩(wěn)定控制。

      液壓系統(tǒng)回路上的互鎖型液控鎖作用是分別與液壓缸兩腔相連通,能保住液壓缸兩腔壓力,控制平移動作的穩(wěn)定性,起到減壓防震的作用。

      2 階梯板平移液壓系統(tǒng)故障描述

      在正常生產(chǎn)計(jì)劃下,執(zhí)行自動換輥控制,突然出現(xiàn)F2上階梯板液壓缸平移動作從5號位往0號位移動出現(xiàn)不動作現(xiàn)象,在人工手動干預(yù)動作,如此反復(fù)兩次后,設(shè)備維護(hù)人員對階梯板本體機(jī)械設(shè)備、平移液壓缸和液壓膠管進(jìn)行檢查未見明顯異常,同時在液壓閥臺對液壓缸兩腔壓力進(jìn)行測量比較,發(fā)現(xiàn)每次動作時壓力都有波動,根據(jù)這一情況,停止該閥臺壓力油,卸掉系統(tǒng)壓力后,重新送油恢復(fù)系統(tǒng)壓力,其液壓缸恢復(fù)正常動作,此類故障在此后偶有發(fā)生,但是通過停送液壓系統(tǒng),都能快速恢復(fù)正常,為了查出其根本原因,現(xiàn)對其進(jìn)行系統(tǒng)分析。

      3 階梯板平移液壓系統(tǒng)故障原因分析

      (1)從電氣傳感器采集數(shù)據(jù)入手,根據(jù)故障時,F(xiàn)2上階梯板平移液壓缸內(nèi)部的位置傳感器反饋的數(shù)據(jù)曲線,可以清晰明確的發(fā)現(xiàn),液壓缸位置在動作的過程中,突然出現(xiàn)動作曲線脈沖值變化異常時,由于PLC系統(tǒng)由對機(jī)械動作的保護(hù)性控制,停止對階梯板平移位置動作命令的給定值,液壓比例閥開口度回到零,在知悉設(shè)備狀況的前提下,通過調(diào)整閉環(huán)控制的PI參數(shù)和給定響應(yīng)時間,并結(jié)合實(shí)際動作的比例閥給定值和位置反饋量,確認(rèn)當(dāng)前設(shè)備狀態(tài)與電氣參數(shù)的耦合關(guān)系,以保證動作過程的穩(wěn)定性。

      (2)為了能找出此設(shè)備故障的真實(shí)原因,安排檢修周期在此液壓缸兩腔,都安裝了壓力傳感器,并做好數(shù)據(jù)監(jiān)控,以方便對液壓缸平移動作時,對液壓比例閥開口度與壓力值的對應(yīng)關(guān)系分析,在比例閥動作的情況下,其預(yù)判斷,如下:

      ①若是兩側(cè)都沒有壓力,則從液壓系統(tǒng)比例閥入手;

      ②若是一腔壓力較高,而另一腔無壓力,則從階梯板機(jī)械設(shè)備入手;

      ③若是兩腔壓力都較高,而輸出力抵消,則是回油不暢,屬于液壓系統(tǒng)其他問題。

      (3)安裝完畢后,在夜班再次出現(xiàn)換輥時F2上階梯板平移液壓缸動作異常的情況,根據(jù)其相關(guān)檢測數(shù)據(jù)分析,當(dāng)液壓比例閥閥芯動作命令發(fā)出之后,其壓力傳感器反饋的無桿腔和有桿腔壓力就能在0.5秒分別到達(dá)9MPa和19Mpa,結(jié)合液壓缸無桿腔面積100mm和有桿腔面積50mm,來計(jì)算此時液壓缸平移動作的作用力,如下:

      F?無桿?=壓力*作用面積=9*3.14*50?2=70650N

      F?有桿?=壓力*作用面積=19*3.14*(50?2-35?2)=76066N

      由上所計(jì)算的液壓缸兩腔作用力都約為7噸,相抵后輸出力太小,判斷是回油壓力太大,由此判斷出是回油不暢,需要查找液壓系統(tǒng)問題。

      (4)根據(jù)以上的數(shù)據(jù)分析,并結(jié)合液壓系統(tǒng)原理圖,由于液壓系統(tǒng)中,回油管路上只有一個互鎖型液控鎖,對其進(jìn)行更換處理,檢查更換下的閥芯,發(fā)現(xiàn)其內(nèi)部控制油孔內(nèi)有堵塞的顆粒狀異物,結(jié)合整個故障現(xiàn)象,與之前相關(guān)聯(lián)事故的停送油動作恢復(fù)正常的現(xiàn)象,以及液壓缸兩腔受力分析,可以明確是由于此閥芯出現(xiàn)卡阻,而導(dǎo)致液壓缸平移動作速度出現(xiàn)異常。

      4 結(jié)語

      通過本次故障的分析,對于著眼點(diǎn)的判斷是至關(guān)重要的,現(xiàn)將此類故障問題總結(jié)如下:

      (1)當(dāng)事故發(fā)生后,可以通過電氣設(shè)備所監(jiān)控的檢測傳感器信號來對比分析,尤其是PLC控制系統(tǒng)液壓比例閥給定信號和液壓缸內(nèi)部的位置傳感器檢測數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系,對于事故判斷起到重要的導(dǎo)向作用,在此基礎(chǔ)上結(jié)合機(jī)械設(shè)備動作情況和增添輔助性的兩腔壓力傳感器反饋數(shù)據(jù),能夠?qū)⑹鹿史治雠c理論作用力相結(jié)合,能更好的掌握設(shè)備狀態(tài)下的情況,便于處理各類故障。

      (2)這次故障問題現(xiàn)象也頗為奇怪,初期誤判更換液壓比例閥,對于事故處理分析起到誤導(dǎo),在這種情況下,作為設(shè)備維護(hù)人員要保持良好的心態(tài),要充分發(fā)揮電氣傳感器監(jiān)控?cái)?shù)據(jù),還要結(jié)合液壓原理圖來分析判斷,像這種疑難事故,更需要機(jī)電液三專業(yè)通力合作分析,同時在處理故障的過程中,也要利用應(yīng)急處理預(yù)案,才能事半功倍解決問題。

      (3)油品清潔度不好,管路中有細(xì)微顆粒卡閥。這次事故是由于液壓系統(tǒng)的互鎖型液壓閥閥芯卡阻所導(dǎo)致的,通過對此閥組內(nèi)部油液取樣,送廣研所做油樣檢測,發(fā)現(xiàn)油品清潔度不好,含有細(xì)微顆粒,正是造成閥芯卡阻的罪魁禍?zhǔn)?,結(jié)合事故發(fā)生前后,處于檢修作業(yè)更換對應(yīng)液壓缸兩腔膠管后,明確是更換液壓膠管導(dǎo)致油液污染,這次故障的教訓(xùn),應(yīng)讓設(shè)備維護(hù)人員警醒,嚴(yán)把檢修質(zhì)量關(guān)才是維護(hù)保養(yǎng)設(shè)備正常運(yùn)行的關(guān)鍵措施。

      處理任何故障問題,只有經(jīng)過多專業(yè)的協(xié)同作業(yè),以及綜合分析判斷,才能準(zhǔn)確及時地找到故障排除問題,保障生產(chǎn)順利進(jìn)行。

      參考文獻(xiàn):

      [1]雷天覺.新編液壓工程手冊.北京:北京理工大學(xué)出版社,1998.

      [2]張利平.液壓氣動系統(tǒng)設(shè)計(jì)手冊.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,1998.

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