精軋竄輥液壓故障分析

江浩

摘 要：板型控制技術做為熱軋帶鋼成品質量控制的關鍵技術指標，精軋竄輥裝置的工作原理是竄輥缸帶動工作輥沿軸線方向上的水平移動，保證工作輥輥面在軋制中的均勻磨損，同時對提高彎輥的功效，降低工作輥的過度撓曲及減小有害接觸區有一定的作用，是改善和提高板型控制水平的核心設備。本文是針對其的液壓控制系統及故障的分析和處理。

關鍵詞：竄輥缸;伺服閥;閉環控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.013

1 引言

某鋼廠1580熱軋生產線的精軋竄輥裝置，它包括固定塊、移動塊，竄輥缸等，兩側的固定塊分別安裝在軋機的機架兩端牌坊上，兩側的移動塊分別與其對應的固定塊裝配，竄輥缸與操作側固定塊及操作側移動塊連接，竄輥缸由液壓伺服系統控制，特點為竄輥缸與操作側移動塊及操作側固定塊均采用柔性連接，所述的柔性連接為球面連接或關節軸承銷軸式連接等形式，由于采用可調節的柔性連接方式，可以很好地滿足熱連軋線精軋竄輥要求，提高設備功能投入率，以保證板形質量，延長軋輥使用壽命。這種連接方式可以應用于其它類似結構中，提高經濟效益和社會效益。

2 竄輥缸液壓系統裝置介紹

工作輥的竄輥有四個液壓缸進行控制，分別位于上下工作輥操作側的入口側和出口側，并且缸內裝有位置傳感器用于檢測工作輥的竄動位置，在竄動過程中必須保持上下工作輥偏離中心線的位置同步，上工作輥入口側和出口側兩個液壓缸的位置同步，下工作輥入口側和出口側兩個液壓缸的位置同步，這些都通過傳感器監測的數值反饋到PLC控制系統進行位置閉環控制計算。

在竄輥缸液壓系統中，電磁換向閥的作用是當電磁換向閥得電時，使伺服閥進油口液控單向閥和液壓缸兩腔液控單向閥能夠打開，繼而液壓油能夠正常進入在缸體內流動，控制竄輥進行動作。液控單向閥的作用是控制平移動作的穩定性，并且在電磁換向閥不得電時，液控單向閥能保持住缸體內壓力，從而確保竄輥液壓缸的位置。液壓伺服閥的作用就是通過調節其開口度來實現竄輥位置的穩定控制。直動式溢流閥的作用是當液壓油的壓力大于溢流閥設定值時，液壓油就會從溢流口流回油箱，這時進油口處的油壓基本上就穩定在設定值，從而達到溢流穩壓的作用，減少對設備的沖擊，延長設備使用壽命。

竄輥液壓缸位置是由二級板型模型通過計算來設定的，與反饋值做偏差量，并結合機械設備相關結構原理，疊加軋機速度與竄輥動作速度的正比關系，再通過PLC系統的PID計算實現到對應伺服閥來進行調節。

3 竄輥缸常見故障分析

3.1 竄輥液壓系統故障描述

生產計劃完成后，在精軋機換輥期間，經操作人員操作執行自動換輥程序后，在現場檢查換輥狀態的操作人員發現某機架未能完成抽輥前準備工作，經檢查發現該機架竄輥的零位丟失，竄輥距離零位還差幾個毫米。同時通知操作人員手動轉動軋機重新讓竄輥回到零位。此時維護人員正在現場檢查竄輥。操作人員多次手動將竄輥動作到零位后，竄輥零位信號立即丟失，導致不能抽輥。維護人員現場未發現明顯漏油或者機械方面的異常。最后工程師據現場反饋的情況和觀察相關電氣記錄數據，發現伺服閥有異常，對伺服閥進行補償后，恢復生產。

3.2 竄輥液壓系統故障分析

（1）從電氣的角度分析，懷疑該位置傳感器是否出現異常，導致竄輥實物是處于零位，但是傳感器顯示的數值不在零位。經對鎖緊板動作的條件進行強制后，操作人員手動打開鎖緊板，現場發現鎖緊板實物未打開，以此判斷竄輥的位置傳感器無異常，排除傳感器檢測故障。

（2）從機械的角度分析，在實際生產中還會出現竄輥因缸體自身的原因而導致溜動，造成不能換輥。當缸體發生內泄的時候，缸體一腔壓力無法保持住，導致兩腔受力不同，缸體發生移動，竄輥零位丟失。在操作人員來回動作竄輥的時候，維護人員現場巡檢，未發現明顯漏油的地方，同時從電氣記錄的數據中也未發現缸體內泄的跡象，如果缸體發生內泄不是很嚴重的話，提前在控制程序中對軋機自動抽輥條件中的竄輥零位條件進行強制，然后就可以正常抽輥，為了確保裝輥之前竄輥處于零位，自動裝輥前，操作人員需要手動轉動軋機重新讓竄輥回歸到零位，確保順利裝輥。

（3）從液壓的角度分析，觀察電氣記錄的數據中，找到相對應竄輥缸液壓伺服閥的閥芯曲線數據，觀察到在軋機做換輥準備時，其竄輥位置已經處于零位，但此時其伺服閥閥芯偏差量超過5%，說明該閥芯內部出現嚴重磨損。正是由于竄輥缸位置控制與軋機速度是相匹配的，因此當閥芯開口度伴隨著軋機速度下降，其閥芯開度參考值也會趨近于零，此時由于無法彌補因伺服閥磨損導致的兩腔壓力差，而導致竄輥缸慢慢隨之溜動，最終零位丟失。同時，平時用于監控伺服閥狀態的一段程序也進行了報警。這段程序是在每一次掃描周期內，將伺服閥的給定值與反饋值進行比較，當兩者差值大于設定值后，就會進行聲光報警，以便提示工程師進行檢查。此次事故中，也出現報警，為判斷伺服閥故障提供了方向和依據。當伺服閥出現上述現象的時候，在生產的過程中沒有太大的影響。如果在換輥的過程，伺服閥異常會造成竄輥不在零位，導致不能正常換輥，產生較長的故障時間。在實際生產過程中，如果為了換輥通過切割鎖緊板來抽出輥子的話，后續還需要大量額外的時間用以更換鎖緊板等機械設備。因此為了減少故障時間，可以通過優化控制程序，對伺服閥進行補償，以便正常換輥。再利用檢修時間更換該伺服閥。具體的方法如下：

1）讓操作人員手動轉動軋機，然后竄輥動作到零位，同時現場確保竄輥在零位。

2）在控制程序中增加一段竄輥伺服閥輸出的程序。我們可以通過在這段程序中修改補償參數，來確保軋機在沒有速度的情況下，也不會產生溜動的情況，而導致換不了輥。

4 結束語

通過本次故障的分析，精軋機竄輥溜動造成的無法正常換輥的情況下，需要結合具體情況結合分析，判斷造成溜動的故障原因，然后再通過一些電氣手段對設備進行補償，維持正常生產，利用檢修時間再從根本上解決問題，最優化人力物力等資源。

參考文獻：

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