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四辊光整机压上液压伺服系统故障分析及对策

四辊光整机压上液压伺服系统故障分析及对策

2012/7/24 11:07:11

   压上液压伺服系统    系统组成: 该液压系统用于主液压压上缸及工作辊支承辊平衡弯辊缸的控制, 工作压力 21MPa。系统由泵站、 压上伺服阀台、 平衡弯辊阀台、 中间配管及工作油缸组成。

   伺服控制特点:由于镀锌机组为连续性很强的生产线, 所以工艺要求光整机的投入必须在不停机情况下完成, 设 计为机组速度30m/ min 时投入。这与冷连轧机, 平整机投入方式不同。由于镀锌板表面钢质较软容易在投入光整机使辊子压上时产生压断、 拉皱, 所以要对辊子在接触板面时的压力及水平度进行严格控制,这就是为何采用伺服系统的原因。

   其主要控制特点为:   ( 1) 下支承辊由压上缸推上投入,在辊面接触板子前,采用恒位控制,保证上行时两端水平同步。当两端出现2mm 位置误差时(由油缸磁尺检测) 将自动切断而回落并视为故障。   (2) 当工作辊与板面接触其轧制力为 50t 时(由机架顶部测压头检测)由恒位控制转为恒压控制进行光整,在正常生产时,当两端轧制力差超过10t且时间延迟50ms时,将自动打开辊缝并视为异常。   ( 3) 两压上缸分别由两个伺服阀控制升降, 由光整机上的2 个测压头及磁尺位移传感器反馈实际压力及位置信号, 通过计算机系统处理后调节两端伺服阀给定值,实现压力、 位置闭环控制。     伺服系统故障分析:

    故障现象     故障现象主要表现在下列几方面:     1、两端压上缸经常出现不同步而无法投入,时好时坏。 即使更换伺服阀后,此现象仍不能彻底消除。

    2、 调试过程中主油缸需要进行排气,发现难以将缸中气体排尽, 在试生产过程中经排气,两端油缸中仍有一定量的空气存在。     3、 光整过程中,当机组速度提高到60m/ min 以上时(设计速度为120m/ min)出现严重的轧制力波动(即两端轧制力出现较大偏差) ,使镀锌板在光整机处折皱,甚至轧断,所以只能低速生产。     4、 按工艺要求焊缝过光整机或机组停机后,均要打开辊缝(或降低张力)防止将焊缝压断或焊缝损伤工作辊面。 出现的故障是,打开辊缝需重新投入时要反复压上多次才能完成投入工作,原因仍是同步问题。

      故障原因分析:       根据故障现象,主要表现在压上缸同步, 液压缸进气,压力波动三个方面。 由于这三方面问题之间有内在联系,给故障排除带来极大困难, 使生产严重受阻。 在这种情况下我们立足现场实际观察及试验结果,采取排除法分析原因。通过现场反复观察得知,不同步有90%以上是传动侧慢、 操作侧快, 所以我们进行一系列有针对性的试验。试验表明有90%以上可能性是系统进气所致,未得出结论。

     解决同步问题方案分析:      在现场我们进行了多次系统测试,其结果如下

   ( 1) 抽出机架内辊子采用手动给伺服阀信号进行压上缸升降,观察缸下腔压力变化情况。    ( 2) 伺服阀上升信号给出后操作侧缸立即上升,压力为2MPa,但传动侧伺服阀动作后约2秒压力才有为2MPa缸立即动作。    ( 3) 伺服阀下降信号给出后两个液压缸同时下降;当两个缸降到底后约5秒左右,压力为0,此时再给上升信号,传动侧启动有2秒延迟。    ( 4) 单动一个液压缸现象为传动侧缸单动下降,在缸降到底后3秒内下腔压力由2MPa  0,若在下腔压力未降到零时立即上升无延迟。 但压力降为零后在上升有2秒延迟。操作侧缸单动下降在缸降到低后15秒内下腔压力由2MPa  0,而且在任何时候启动上升均不产生延迟。     根据上述现象我们在中央操作台上设一人, 控制室内设两人( 1人手动操作传动侧液压缸升降, 1人观察缸位移检测器指示值)。 两处用对讲机联络。 传动侧液压缸在10mm 行程内反复升降2~ 3次,当压上缸上升后开始下降时恢复自动方式当磁尺数据为0. 5mm时向操作台发出投入指令开始投光整确保同步压上。实践证明用手动加自动方法解决伺服压上系统同步问题是行之有效的。     压上缸进气原因分析:    尽管现场采取手动加自动方案能保证两缸压上同步,但仍存在高速生产时轧制力有较大波动, 这与液压系统进气有直接关系。 所以必须找到进气点方能彻底解决。 通过观察发现进气点为压上缸下腔测压头。 为此我们将测压点堵死进行了近20天试验其结果一切恢复正常轧制力也较为稳定。

    当压上缸处于下降极限待机位置时伺服阀处于右位全开位置使油缸下腔与回油接通,防止缸由于正零飘而自动上移。由于回油箱比伺服阀及油缸低4M 左右,而引起回油重力吸空使油缸下腔产生负压,从而造成测压头吸空。 这就是为什么当缸下降倒底后,下腔压力迅速由2MPa降为零的原因。

     结论:攀钢镀锌机组四辊光整机压上同步问题经过近1年分析研究表明,外方所设计的系统本身存在缺陷而导致进气。 尽管结论非常简单但分析查找过程较为复杂。 这一案例在液压系统故障现象中有一定的代表性,可供同行参考。

审核编辑(
王静
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