軋鋼設(shè)備液壓故障診斷與維修_中板軋機液壓故障
某公司中板軋機液壓AGC系統(tǒng)由液壓系統(tǒng)、控制系統(tǒng)(上位機與下位機)組成,其作用是對軋制的鋼板的同板差、異板差進行精確自動控制,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系統(tǒng)能否對鋼板進行精確控制。液壓AGC系統(tǒng)投入使用后出現(xiàn)了一些問題:在鋼板投入自動軋制后階段的最后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APC+液壓微調(diào)”進行控制,也就是由電動APC初擺輥縫。在軋制過程中,當(dāng)鋼板進入輥縫后,由AGC根據(jù)液壓缸上安裝的位移傳感器所檢測到的位移進行自動微調(diào)控制,以保證計算機所設(shè)定的鋼板厚度。在電動APC定位準(zhǔn)確,以及位移傳感器檢測數(shù)據(jù)準(zhǔn)確的前提下,液壓缸在高速軋制鋼板的過程中,其控制輥縫大小的動作快慢就是最關(guān)鍵的因素。在這里電動APC的定位及位移傳感器的檢測可以通過選用質(zhì)量較好的進口元件保證其精確性。
(2)對策
(4-9)
式中,Kq為滑閥的流量增益;Ap為缸活塞面積。
伺服系統(tǒng)的頻寬是衡量其動態(tài)性能的指標(biāo),反映伺服系統(tǒng)響應(yīng)速度的快慢。這里只對它進行定性分析,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)的增加會使得頻寬變寬,相應(yīng)地動態(tài)響應(yīng)變快,但放大系數(shù)太大會影響系統(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)。從以上整個系統(tǒng)的傳遞函數(shù)看,放大系數(shù)為K=KaK1Kq/Ap。從影響系數(shù)K的因素看:Ka是力矩電機的放大系數(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為推力使電一機械轉(zhuǎn)換器的銜鐵和滑閥一起移動的拉普拉斯傳遞函數(shù)的放大系數(shù),各相同型號的伺服閥該系數(shù)雖不一樣,但變化不太大,對K1大小的影響有限;Kq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Xv有微小增量時所引起流量增量,其可變數(shù)較大;Ap為液壓缸活塞面積,一旦選定數(shù)據(jù)已定。因此從影響K的幾個數(shù)據(jù)看Kq是一個可變數(shù)較大的因子。
我們從有關(guān)閥的流量增益公式看:
Kq=Q1/Xv=CdW(ps-p1)/ ρ (4-10)
式中,Cd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為閥的開口度;ps為系統(tǒng)壓力;p1為負載壓力;ρ為油密度。
也就是伺服閥定下來后,在其執(zhí)行微調(diào)過程中(初始W=0),其Kq主要由(ps –p1)決定。因此要想提高Kq值可有以下三個方案。
①提高系統(tǒng)壓力ps 提高系統(tǒng)壓力ps對Kq值的影響較明顯,但每個系統(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,則元件會急速損壞,不能正常工作。
②降低負載p1 降低負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間,這會減少機時產(chǎn)量,影響生產(chǎn)。
③適當(dāng)提高ps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,使其達到產(chǎn)量與AGC微調(diào)功能的平衡。
因此影響整個液壓AGC系統(tǒng)反應(yīng)快慢的因素主要有兩個:系統(tǒng)壓力ps及軋制壓力p1。
依據(jù)以上原理,在整個液壓AGC使用過程中要控制好系統(tǒng)壓力ps及軋制壓力p1。但實際上系統(tǒng)壓力ps是按一定規(guī)律變化的動態(tài)量,在整個油路系統(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。在這里充油時間短,發(fā)生在瞬間,可忽視液壓泵的補充流量。
將式(4-11)整理后,有:
p2 =p1V1/V2
在這里p2也就是動態(tài)變化的系統(tǒng)壓力ps。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AGC實施調(diào)整過程中系統(tǒng)壓力p1越穩(wěn)定,整個液壓AGC系統(tǒng)反應(yīng)越快。
(3)實施效果
曾有過一段時間部分蓄能器漏油,不得不取消部分蓄能器,結(jié)果在軋鋼過程中系統(tǒng)壓力波動較大,有時p2值(也就ps值)跌得很厲害,引起整個液壓AGC系統(tǒng)反應(yīng)變慢,所要控制的鋼板尺寸達不到要求。一旦修復(fù)蓄能器,使用恢復(fù)正常,達到預(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。
針對軋制壓力p1,工藝技術(shù)人員通過合理調(diào)整不同鋼種每道的壓下量來達到AGC系統(tǒng)反應(yīng)頻率,也取得了一定效果。