軋鋼設(shè)備液壓故障診斷與維修_中板軋機(jī)液壓故障

    某公司中板軋機(jī)液壓AGC系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)（上位機(jī)與下位機(jī)）組成，其作用是對(duì)軋制的鋼板的同板差、異板差進(jìn)行精確自動(dòng)控制，并保證鋼板的良好板形，提高鋼板的成材率。在鋼板的軋制過(guò)程中液壓系統(tǒng)的壓力穩(wěn)定性影響響應(yīng)頻率的快慢以及整個(gè)系統(tǒng)能否對(duì)鋼板進(jìn)行精確控制。液壓AGC系統(tǒng)投入使用后出現(xiàn)了一些問(wèn)題：在鋼板投入自動(dòng)軋制后階段的最后2～3道出現(xiàn)失壓。這樣造成鋼板的同板差異，板差較大并且不穩(wěn)定，嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的質(zhì)量。

(1)失壓原因分析

    在鋼板的軋制過(guò)程中，其厚度是由上下工作輥的輥縫大小決定的。該液壓AGC是由“電動(dòng)APC+液壓微調(diào)”進(jìn)行控制，也就是由電動(dòng)APC初擺輥縫。在軋制過(guò)程中，當(dāng)鋼板進(jìn)入輥縫后，由AGC根據(jù)液壓缸上安裝的位移傳感器所檢測(cè)到的位移進(jìn)行自動(dòng)微調(diào)控制，以保證計(jì)算機(jī)所設(shè)定的鋼板厚度。在電動(dòng)APC定位準(zhǔn)確，以及位移傳感器檢測(cè)數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提下，液壓缸在高速軋制鋼板的過(guò)程中，其控制輥縫大小的動(dòng)作快慢就是最關(guān)鍵的因素。在這里電動(dòng)APC的定位及位移傳感器的檢測(cè)可以通過(guò)選用質(zhì)量較好的進(jìn)口元件保證其精確性。

(2)對(duì)策

       （4-9）

    式中，K_q為滑閥的流量增益；A_p為缸活塞面積。

    伺服系統(tǒng)的頻寬是衡量其動(dòng)態(tài)性能的指標(biāo)，反映伺服系統(tǒng)響應(yīng)速度的快慢。這里只對(duì)它進(jìn)行定性分析，找出影響系統(tǒng)反應(yīng)快慢的因素。在傳遞函數(shù)中系統(tǒng)的頻寬反映系統(tǒng)動(dòng)態(tài)響應(yīng)的快速性，截止頻率的大小反映頻寬的大小。系統(tǒng)放大倍數(shù)的增加會(huì)使得頻寬變寬，相應(yīng)地動(dòng)態(tài)響應(yīng)變快，但放大系數(shù)太大會(huì)影響系統(tǒng)的穩(wěn)定性。因此波德圖中在保證系統(tǒng)穩(wěn)定余量的情況下盡可能增加放大倍數(shù)。從以上整個(gè)系統(tǒng)的傳遞函數(shù)看，放大系數(shù)為K=K_aK₁K_q/A_p。從影響系數(shù)K的因素看：K_a是力矩電機(jī)的放大系數(shù)，伺服閥一旦選定Ka基本不變；K₁=K₂K₃，其中K₂為電流變成推動(dòng)力環(huán)節(jié)的放大系數(shù)，伺服閥一旦選定也基本不變；K₃為推力使電一機(jī)械轉(zhuǎn)換器的銜鐵和滑閥一起移動(dòng)的拉普拉斯傳遞函數(shù)的放大系數(shù)，各相同型號(hào)的伺服閥該系數(shù)雖不一樣，但變化不太大，對(duì)K₁大小的影響有限；K_q為伺服閥的流量增益，也叫流量放大系數(shù)，表示伺服閥芯位移X_v有微小增量時(shí)所引起流量增量，其可變數(shù)較大；A_p為液壓缸活塞面積，一旦選定數(shù)據(jù)已定。因此從影響K的幾個(gè)數(shù)據(jù)看K_q是一個(gè)可變數(shù)較大的因子。

我們從有關(guān)閥的流量增益公式看：

                  K_q=Q₁/X_v=C_dW(p_s-p₁)/ ρ                  （4-10）

式中，C_d為流量系數(shù)，隨閥口形狀結(jié)構(gòu)及流態(tài)而變（0.6～1.0之間）；W為閥的開(kāi)口度；p_s為系統(tǒng)壓力；p₁為負(fù)載壓力；ρ為油密度。

也就是伺服閥定下來(lái)后，在其執(zhí)行微調(diào)過(guò)程中（初始W=0），其K_q主要由(p_s –p₁)決定。因此要想提高K_q值可有以下三個(gè)方案。

①提高系統(tǒng)壓力p_s  提高系統(tǒng)壓力p_s對(duì)K_q值的影響較明顯，但每個(gè)系統(tǒng)的允許壓力由其所選的元件決定。若系統(tǒng)壓力大于元件的壓力范圍，則元件會(huì)急速損壞，不能正常工作。

②降低負(fù)載p₁  降低負(fù)載就意味著降低軋制力，降低軋制力就得減少壓下量，這就需要每塊鋼都要增加軋制道次，即增加每塊鋼的軋制時(shí)間，這會(huì)減少機(jī)時(shí)產(chǎn)量，影響生產(chǎn)。

③適當(dāng)提高p_s及降低p₁  也就是把系統(tǒng)壓力調(diào)定在系統(tǒng)元件允許的較高的范圍內(nèi)；同時(shí)根據(jù)每塊鋼的道次的溫度不同，適當(dāng)分配壓下量，使其達(dá)到產(chǎn)量與AGC微調(diào)功能的平衡。

因此影響整個(gè)液壓AGC系統(tǒng)反應(yīng)快慢的因素主要有兩個(gè)：系統(tǒng)壓力p_s及軋制壓力p₁。

依據(jù)以上原理，在整個(gè)液壓AGC使用過(guò)程中要控制好系統(tǒng)壓力p_s及軋制壓力p₁。但實(shí)際上系統(tǒng)壓力p_s是按一定規(guī)律變化的動(dòng)態(tài)量，在整個(gè)油路系統(tǒng)中，它與蓄能器的容量及壓力密切相關(guān)。依據(jù)氣體狀態(tài)方程有：

                    p₁V₁ =p₂V₂                     (4-11)

式中，p₁、V₁為充油前（或微調(diào)前）的系統(tǒng)壓力及蓄能器氣體容積；p₂、V₂為充油后（或微調(diào)后）的系統(tǒng)壓力及蓄能器氣體容積。在這里充油時(shí)間短，發(fā)生在瞬間，可忽視液壓泵的補(bǔ)充流量。

將式(4-11)整理后，有：

p₂ =p₁V₁/V₂

在這里p₂也就是動(dòng)態(tài)變化的系統(tǒng)壓力p_s。要使得p₂有較高壓力，必須有較高的p₁、V₁值。因此蓄能器的容量越大及壓力越高，在整個(gè)AGC實(shí)施調(diào)整過(guò)程中系統(tǒng)壓力p₁越穩(wěn)定，整個(gè)液壓AGC系統(tǒng)反應(yīng)越快。

(3)實(shí)施效果

曾有過(guò)一段時(shí)間部分蓄能器漏油，不得不取消部分蓄能器，結(jié)果在軋鋼過(guò)程中系統(tǒng)壓力波動(dòng)較大，有時(shí)p₂值（也就p_s值）跌得很厲害，引起整個(gè)液壓AGC系統(tǒng)反應(yīng)變慢，所要控制的鋼板尺寸達(dá)不到要求。一旦修復(fù)蓄能器，使用恢復(fù)正常，達(dá)到預(yù)期的控制效果。

為了能使液壓系統(tǒng)正常使用，將使用壓力調(diào)定在20MPa左右，不僅在設(shè)備許可的壓力范圍內(nèi)，而且使用效果也很好。

針對(duì)軋制壓力p₁，工藝技術(shù)人員通過(guò)合理調(diào)整不同鋼種每道的壓下量來(lái)達(dá)到AGC系統(tǒng)反應(yīng)頻率，也取得了一定效果。