軋機(jī)AWC系統(tǒng)液壓故障診斷、分析及措施
在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中,各熱帶鋼廠根據(jù)用戶需要,必須小批量、多規(guī)格地組織生產(chǎn)。板坯不經(jīng)過冷卻而直接熱裝或直接軋制,可以大大簡(jiǎn)化工藝、降低能耗、提高產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)效率,但這種連續(xù)化的作業(yè)要求具有能在線調(diào)整板坯寬度的設(shè)備;用戶和后工序?qū)彳垘т摰膶挾瓤刂凭鹊囊笠苍絹碓礁摺R虼嗽诹⑤佨垯C(jī)裝備AWC系統(tǒng)顯得尤為重要。
(1) AWC系統(tǒng)
AWC是自動(dòng)寬度控制的英文縮寫(Automatic Width Control),該系統(tǒng)安裝于熱軋機(jī)組粗軋區(qū)域立輥軋機(jī)中,是熱軋帶鋼廠的重要設(shè)備之一,其主要功能是控制熱軋帶鋼的寬度精度,包括自動(dòng)位置控制APC (Automatic Position Control)、帶鋼頭部和尾部的寬度控制、短行程控制、軋制滑移量補(bǔ)償和錐度補(bǔ)償?shù)?。伺服液壓缸在立:輥軋機(jī)上的安裝位置如圖C所示。其主要作用是在軋鋼過程中,對(duì)軋輥進(jìn)行精確定位,控制板材的軋制寬度,提高板形質(zhì)量。
AWC液壓伺服控制系統(tǒng)主要由液壓站、伺服控制閥架、液壓管路、伺服液壓缸等部分組成。液壓站主要由四臺(tái)(三用一備)A4VS01250DR型通軸斜盤式恒壓變量柱塞泵、泵出口控制閥架和循環(huán)冷卻過濾系統(tǒng)組成。壓力油經(jīng)泵出口控制閥架分別輸向壓力為31.5MPa的主油路和壓力為18.0MPa的控制回路。其中伺服閥架是該系統(tǒng)的核心部分,閥架的控制原理如圖D所示,其液壓回路由兩部分組成:一是伺服閥控制回路,在軋機(jī)正常工作時(shí),伺服閥控制AWC伺服液壓缸工作,其功能是達(dá)到軋機(jī)軋輥輥縫定位和在線控制帶鋼寬度的目的;二是旁通回路(檢修回路),當(dāng)軋機(jī)停機(jī)檢修時(shí),伺服閥控制回路截?cái)?,旁通液壓回路投入工作,用于檢查檢修后的AWC伺服液壓缸動(dòng)作情況。
AWC液壓系統(tǒng)選用的伺服閥為MOOG公司的D792-S99JOQA6VSX2-O(用于E1立輥軋機(jī)上)和D792-S80JOQA6VSX2-O(用于E2立輥軋機(jī)上)兩種型號(hào)的高響應(yīng)伺服閥,兩者的流量分別為1000L/min和800L/min。
AWC液壓系統(tǒng)的主要性能參數(shù)如下表所示。
AWC液壓系統(tǒng)的主要性能參數(shù)
序 號(hào) |
名 稱 |
性 能 參 數(shù) |
1 |
系統(tǒng)工作壓力/MPa |
31.5 |
2 |
系統(tǒng)額定工作流量/(L/min) |
1050 |
3 |
系統(tǒng)使用介質(zhì) |
難燃液 N822-300 |
4 |
介質(zhì)正常工作溫度范圍/℃ |
45~55 |
5 |
油脂清潔度 |
NAS1638 5級(jí)/ISO440616/14/11 |
6 |
郵箱總?cè)莘e/L |
8000 |
(2)故障現(xiàn)象
在一次設(shè)備檢修過程中,對(duì)AWC系統(tǒng)的伺服油缸進(jìn)行了更換,檢修完成后,通過旁通回路控制伺服油缸動(dòng)作,并對(duì)其進(jìn)行排氣操作,油缸動(dòng)作平穩(wěn),無異常。但在對(duì)伺服油缸進(jìn)行標(biāo)定測(cè)試時(shí),發(fā)現(xiàn)其中一只伺服油缸動(dòng)作異常,該缸活塞桿伸出至最大行程位置便不再動(dòng)作,而且失去控制,無論伺服閥的輸入信號(hào)給定為多少,伺服油缸還是停留在原位置上。在控制閥架上手動(dòng)控制旁通回路的電磁換向閥,該伺服油缸動(dòng)作平穩(wěn),工作正常。電氣人員對(duì)系統(tǒng)的電氣元件和線路進(jìn)行了檢測(cè),均無異常。圖E、圖F是采樣獲得的上下伺服油缸的伺服閥給定基準(zhǔn)和伺服閥主閥芯的位置反饋信號(hào)曲線。
(3)故障診斷、分析及措施
①故障診斷通 過旁通回路控制伺服液壓缸動(dòng)作正常可以判斷伺服液壓缸沒有故障,工作正常;通過伺服閥的檢測(cè)曲線,在圖E中,伺服閥的主閥芯位置反饋信號(hào)E1_SvoFbOSTop由20%躍升至80%附近,并發(fā)生振蕩,反映到控制上伺服液壓缸的伺服閥上,其主閥芯由“零點(diǎn)”位置偏移至最大位移處并發(fā)生振蕩。在圖F中,伺服閱的主閥芯位置反饋信號(hào)E1_SvoFbOSBot在20%附近振蕩,反映到控制下伺服液壓缸的伺服閥上,其主閥芯在“零點(diǎn)”位置處發(fā)生振蕩。這恰好與故障現(xiàn)象中“伺服液壓缸活塞桿伸出至最大行程位置便不再動(dòng)作”相符。結(jié)合同一側(cè)上下伺服液壓缸的伺服閥的給定基準(zhǔn)和主閥芯位置反饋曲線,可以得到以下結(jié)論:由于AWC控制系統(tǒng)是閉環(huán)控制系統(tǒng),輸入信號(hào)和反饋信號(hào)不斷比較進(jìn)行調(diào)節(jié),故上伺服閥主閥芯在最大位移處受到輸入基準(zhǔn)信號(hào)調(diào)節(jié)的影響,有始終使主閥芯回到零位的趨勢(shì)而出現(xiàn)振蕩。下伺服閥主閥芯在零位出現(xiàn)振蕩,是因?yàn)閮蓚€(gè)伺服閥控制的伺服液壓缸處在同一側(cè),并且互相影響,下伺服閥主閥芯的振蕩是因上伺服閥主閥芯的振蕩而引起的。故障出在控制上伺服液壓缸的伺服閥上。
②分析 打開伺服閥主閥芯端蓋檢查,發(fā)現(xiàn)伺服閥端蓋上定位銷脫離了主閥芯的定位孔,直接抵擋在伺服閥的主閥芯端面上,如圖G所示。伺服閥正常工作時(shí),主閥芯定位銷孔與端蓋定位銷的位置應(yīng)如圖H所示。
出現(xiàn)定位銷脫離定位銷孔的故障現(xiàn)象,主要原因是:伺服液壓缸在做測(cè)試時(shí),液壓缸的活塞快速運(yùn)動(dòng),若無桿腔進(jìn)油,則需要供應(yīng)大流量的油液,此時(shí),伺服閥主閥芯開口度達(dá)到最大位置,如果還達(dá)不到此時(shí)伺服液壓缸的流量要求,伺服閥主閥芯則可能超過其最大行程來滿足流量的需求。伺服液壓缸不斷快速運(yùn)動(dòng)的同時(shí),伺服閥的主閥芯也在不斷地超越其最大行程做往返運(yùn)動(dòng),在此間,伺服閥的主閥芯就會(huì)沿著其中心線發(fā)生偏轉(zhuǎn),隨著偏轉(zhuǎn)角度的不斷增大,最后就會(huì)出現(xiàn)圖G所示的現(xiàn)象。
③措施 伺服閥端蓋定位銷的原長(zhǎng)度為8mm,重新制作定位銷,長(zhǎng)度增加2mm。將新制作的10mm長(zhǎng)的定位銷裝在伺服閥上,AWC系統(tǒng)自此以后沒再出現(xiàn)類似故障現(xiàn)象。
AWC系統(tǒng)的這種故障完全出自伺服閥的選型上,所選用伺服閥的額定流量與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際所需的流量相比偏小,設(shè)計(jì)時(shí)考慮的余量過小。