熱軋精軋機活套液壓控制及故障分析

袁李

摘要：熱軋帶鋼產品實際應用的過程中，厚度和寬度相關的指標是人們關注的重點內容所在，精軋機的活套是熱軋線的設備，對于機架間帶鋼的穩定軋制有著良好的應用意義。

關鍵詞：精軋機;液壓系統;伺服閥

1 前言

某廠實際生產過程中應用2250熱軋生產線，使用的精軋機活套機構是目前最先進的伺服閥控制液缸驅動的設備，實際應用的過程中穩態精度較高，同時系統的響應程度也相對較快。

2 相關背景

熱軋精軋機采用7機架6活套的配置，活套被安裝在除去末機架以外的每個精軋機出口側，活套軸通過操作側和傳動側的軸承座安裝在精軋機的兩片牌坊的出口側，活套液壓缸通過支撐臂與活套軸相連接，采用內冷卻的惰性活套輥與帶鋼下表面相接觸，液壓缸的行程動作使得活套的角度改變，得以提升帶鋼，在活套軸上設計有固定銷孔為檢修和標定時穿銷子而用。在帶鋼實際軋制過程中，穿帶時，主傳動系統存在著動態速度變化，為了保持各個機架之間的速度匹配，通過控制活套上游軋機主速度使活套角度控制穩定在L2服務器設定值，以保證軋制過程穩定，對帶鋼進行恒張力軋制，以避免堆鋼和拉鋼，而保證帶鋼厚度和寬度的質量?；钐字苯优c帶鋼接觸，現場水蒸汽很大，且軋鋼時產生很大的震動，惡劣的工況條件，對液壓伺服系統造成很大的沖擊，容易引起系統的故障，為了滿足正常的生產，需要維護人員快速分析和處理故障

3 活套液壓控制系統

活套液壓控制系統介紹液壓原理：在液壓缸的無桿腔和有桿腔都裝有壓力傳感器，用來計算帶鋼的恒定張力，在通過支撐臂與液壓缸相連接的活套軸上安裝有角度編碼器，來檢測角度進行活套角度控制在軋鋼生產時，在帶鋼進入精軋機之前，通過角度編碼器檢測到活套軸的位置，反饋給PLC，再通過伺服閥調節缸的位置，從而驅動活套達到設定的活套等待位，以帶鋼咬入下一機架的信號，使得活套穩定在凵2設定值的角度控制閉環下，控制系統通過壓力傳感器檢測出液壓缸無桿腔和有桿腔的壓力，計算出活套輥上帶鋼的張力，通過伺服閥控制液壓缸，使得活套滿足角度控制閉環和帶鋼張力控制開環。兩個單獨伺服閥的控制系統能保證液壓缸供油需求，以滿足快速響應的精確控制，六個液控單向閥不僅使兩個液壓伺服回路獨立工作之間不相互干擾，而且還可以保持液壓缸所需的位置。安全閥的作用是滿足帶鋼恒定張力控制的需求，防止活套液壓系統在軋鋼過程中的反作用力對設備造成損壞。電磁換向閥的作用是在伺服控制出現故障時或在設備維護時進行手動操作，控制活套液壓缸兩腔的卸壓讓其落下至最低位置在液壓缸的無桿腔和有桿腔都裝有壓力傳感器，用來計算帶鋼的恒定張力，在通過支撐臂與液壓缸相連接的活套軸上安裝有角度編碼器，來檢測角度進行活套角度控制。在軋鋼生產時，在帶鋼進入精軋機之前，通過角度編碼器檢測到活套軸的位置，反饋給PLC，再通過伺服閥調節缸的位置，從而驅動活套達到設定的活套等待位，以帶鋼咬入下一機架的信號，使得活套穩定在L2設定值的角度控制閉環下，控制系統通過壓力傳感器檢測出液壓缸無杄腔和有桿腔的壓力，計算出活套輥上帶鋼的張力，通過伺服閥控制液壓缸，使得活套滿足角度控制閉環和帶鈉張力控制開環。兩個單獨伺服閥的控制系統能保證液壓缸供油需求，以滿足快速響應的精確控制，六個液控單向閥不僅使兩個液壓伺服回路獨立工作之間不相互干擾，而且還可以保持液壓缸所需的位置。安全閥的作用是滿足帶鋼恒定張力控制的需求，防止活套液壓系統在軋鋼過程中的反作用力對設備造成損壞。電磁換向閥的作用是在伺服控制出現故障時或在設備維護時進行手動操作，控制活套液壓缸兩腔的卸壓讓其落下至最低位置

常見故障分析，活套液壓系統伺服閥特性惡化在軋制過程中，出現活套角度上下抖動，角度閉環控制無法正常實現，并影響張力的建立，原因有很多種，一般先排除電氣問題，讓操作工從HMI畫面上取消伺服閥控制，做卸壓動作，將活套液壓缸壓力卸完后，從程序中査看壓力傳感器反饋數值，有桿腔和無桿腔壓力數值是否回到零，或在生產時安排液壓工在現場用機械測壓表實測兩腔壓壓力，與從程序中查看壓力傳感器反饋數值相比對是否一致，以此來判斷壓力傳感器的特性。判斷液壓問題，活套控制系統響應速度很快，在閥臺有兩個伺服閥即A閥和B閥，讓操作工從HMI畫面重新選擇控制模式A-B，即A閥為主，B閥為輔，或B-A，即B閥為主，A閥為輔，或單選A閥或單選B閥，再觀察伺服閥的ODG曲線對比其的參考值REB和反饋值BK，以判斷伺服閥的響應特性，若出現參考值REB和反饋值BK跟隨性較差的，可以考慮伺服閥閥芯出現堵塞，當然也可采用伺服閥調試工具，把伺服閥與電氣控制系統脫開，用調試工具驅動伺服閥判斷其的響應速度，若反應慢，可以更換新的伺服閥。在熱軋精軋機有很多液壓管路，在惡劣的現場工況環境下，時常出現漏油爆管現象，液壓油常受污染，對液壓伺服閥閥芯造成堵塞，加強對更換油管和焊接管路的淸潔，以避免二次污染，能増加伺服閥的使用壽命。

4 常見故障問題

4.1活套液壓系統伺服閥特性惡化

閥臺上有伺服驅動器閥，即A閥和B閥。讓操作員再次從HMI屏幕中進行選擇以控制兩種模式AB，即A閥是主閥，B閥是輔助閥，或BA，即B閥是主閥，而A閥門是有效的閥門。輔助閥或單個A閥或單個B閥，然后觀察并分析伺服驅動閥的伺服系統曲線，以比較其數據參考值（供大家參考）和反饋狀態值（用戶反饋），以準確判斷伺服系統閥的主動響應主要特征，如果參考值（供大家參考）和及時反饋值（及時反饋）的跟蹤效果不好，也可以認為伺服閥的閥芯被阻塞。但是步進電機測試工具也可以用于連接伺服驅動閥和電氣產品以及控制軟件系統。伺服閥由基本設備調試工具提供動力，以準確判斷其加速要求。

4.2活套角度實際位置與編碼器反饋值不符

根據有經驗操作工判斷活套角度實際位置與HMI畫面顯示位置不符。一般在更換活套液壓缸后，需操作工點動活套至最低位置后，插上定位銷，重新標定。若實際值還不符，需檢査編碼器與活套彈性軟接手，若接手沒有松動，需要更換編碼器。在實際維護中，軋過程現場水蒸汽很大，活套編碼器長期浸在水蒸汽中工作，接手有時會上銹，造成旋轉不靈活，接手與編碼器間打滑，跟隨性差，所以檢測反饋值不準確，影響軋鋼時活套角度的穩定性，活套角度編碼器及其相關的彈性軟接手是平時點檢維護的重點項目。

4.3活套角度實際位置與編碼器反饋值不符

根據有經驗操作工判斷活套角度實際位置與HMI畫面顯示位置不符。一般在更換活套液壓缸后，需操作工點動活套至最低位置后，插上定位銷，重新標定。若實際值還不符，需檢査編碼器與活套彈性軟接手，若接手沒有松動，需要更換編碼器。在實際維護中，軋鋼過程現場水蒸汽很大，活套編碼器長期浸在水蒸汽中工作，接手有時會上銹，造成旋轉不靈活，接手與編碼器間打滑，跟隨性差，所以檢測反饋值不準確，影響軋鋼時活套角度的穩定性，活套角度編碼器及其相關的彈性軟接手是平時點檢維護的重點項目。

5 結束語

精軋機活套在穩定熱軋制的過程中有著較為的應用意義，實際開展相關應用的過程中涉及到機電系統的復雜性，需要結合故障實際情況，不可隨意盲目更換零件，而應當把握關鍵要點，綜合分析，精準判斷故障問題。

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