李 亙 張 寧
(山東萊鋼板帶廠 山東萊蕪 271104)
萊鋼620mm熱軋窄帶線液壓系統(tǒng)全部采用插裝閥控制形式,插裝閥以其通流量大、抗污染強(qiáng)、集成化高、體積小為主要特點(diǎn),是近年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型液壓元件,主要由插件、閥塊、先導(dǎo)控制部分組成,但是帶鋼車間軋線插裝閥液壓系統(tǒng)多年的軋線竄油問(wèn)題仍然存在,即操作一個(gè)換輥缸時(shí)另一個(gè)換輥缸動(dòng)作,或者上輥平衡瞬時(shí)往下落后再上升。通過(guò)對(duì)設(shè)備現(xiàn)狀的認(rèn)真分析和系統(tǒng)原理論證,筆者對(duì)軋線插裝閥液壓系統(tǒng)進(jìn)行改造,避免此類問(wèn)題的發(fā)生,減低事故發(fā)生率,減少換輥時(shí)間,保障安生生產(chǎn)。
1.1.1 動(dòng)力元件 齒輪泵兩臺(tái),一臺(tái)在機(jī),一臺(tái)備用。型號(hào):CBG-3125;泵的排量:125mL/r;電機(jī)轉(zhuǎn)速:1470r/min;泵壓力范圍:0-25Mpa;系統(tǒng)工作壓力:6Mpa;換輥壓力:10Mpa。
1.1.2 控制裝置 疊加式插裝控制閥,二位四通電磁閥。
1.1.3 主要執(zhí)行元件 液壓缸分別為:粗扎換輥缸120/90×2650,4件;精扎換輥缸120/90×2800,7件;粗軋柱塞缸170/140×205,4件;精軋柱塞缸170/140×160,7件。
粗、精軋換輥閥座都為疊加式插裝閥控制系統(tǒng),即每個(gè)疊加閥既起到控制元件的功能,又起到連接塊和通道的作用,具有復(fù)合的控制功能。
疊加式插裝控制閥,二位四通電磁閥組成控制系統(tǒng),通過(guò)操作臺(tái)的操作,控制閥座電磁閥的得電斷電以控制先導(dǎo)油路的通斷,達(dá)到控制主油路的通斷使液壓缸動(dòng)作滿足工況使用要求。
閥座控制順序動(dòng)作情況如圖1所示。粗、精軋換輥閥座電磁閥1DT得電換輥缸前進(jìn)——缸頭與軋輥連接,閥座控制打零位——電磁閥2DT得電換輥缸后退軋輥拉出。
圖1 未改造前的原理圖
1.3.1 操作一個(gè)換輥缸時(shí)另一個(gè)換輥缸動(dòng)作的主要原因 由于粗、精軋換輥閥座為疊加式插裝閥控制系統(tǒng),每個(gè)疊加閥既起到控制元件的功能,又起到連接塊和通道的作用,原設(shè)計(jì)存在缺陷,粗軋換輥閥座在電磁閥零位時(shí)上圖插裝閥1,2經(jīng)控制壓力油封閉,插裝閥3,4僅靠彈簧封閉閥芯,疊加在一起的另一控制塊運(yùn)行時(shí),疊加式插裝閥通道里的回油壓力大于彈簧力,回油頂開(kāi)閥芯4通油到無(wú)桿腔,液壓缸杠桿推出?;赜蛪毫μ?,閥座結(jié)構(gòu)不合理這就是粗,精軋換輥缸串油,動(dòng)一個(gè)液壓缸另一個(gè)也動(dòng)的原因。
1.3.2 操作一個(gè)換輥缸時(shí)上輥平衡瞬時(shí)往下落后再上升的主要原因 操作一個(gè)換輥缸時(shí)上輥平衡瞬時(shí)往下落后再上升的主要原因是瞬間流量不夠造成,當(dāng)軋線多個(gè)換輥缸動(dòng)作時(shí),泵站壓力變化范圍很大,齒輪泵輸出流量瞬時(shí)不夠多個(gè)換輥缸的需求流量,系統(tǒng)又是同一壓力管路,上輥平衡電磁閥在上升位時(shí),多個(gè)換輥缸動(dòng)作,系統(tǒng)流量瞬間趨向于換輥缸,換輥時(shí)流量不足造成上輥平衡瞬間下落后再上升。
經(jīng)過(guò)科學(xué)分析對(duì)閥座、功能塊進(jìn)行認(rèn)真研究,改變電磁閥的結(jié)構(gòu)形式從而改變控制系統(tǒng),用三位四通、中位為P型機(jī)能的電磁閥代替原二位四通電磁閥,閥座、功能塊不變可以從控制系統(tǒng)上解決以上串油,改造后原理圖如圖2所示。
圖2 改造后的原理圖
粗、精軋換輥閥座其中一個(gè)在兩電磁閥打零位時(shí)插裝閥1,2,3,4經(jīng)控制壓力油全部封閉,沒(méi)有油液進(jìn)入液壓缸,液壓缸不動(dòng)作。疊加在一起的另一控制塊運(yùn)行時(shí)對(duì)此控制塊沒(méi)有影響。
運(yùn)行情況:三位四通電磁閥3DT、6DT同時(shí)得電換輥缸前進(jìn)——缸頭與軋輥連接,閥座控制打零位——電磁閥4DT、5 DT得電換輥缸后退軋輥拉出。
前期對(duì)R1前送料輥閥座進(jìn)行了改造,R1前送料輥閥座改造與粗、精軋換輥閥座液壓原理相同,電磁閥零位時(shí)上圖插裝閥1,2,3,4經(jīng)控制壓力油封閉。三位四通電磁閥3DT、6 DT得電液壓缸上升——4DT、5 DT得電液壓缸下降——調(diào)節(jié)送料輥壓下的高度到工藝要求的高度打零位,對(duì)液壓缸保壓。解決了以前因R1前送料輥?zhàn)灾叵侣洌姶砰y1DT一直得電,閥芯2,3打開(kāi)液壓缸無(wú)桿腔一直通壓力油,使液壓缸活塞、密封一直承受壓力,造成液壓缸活塞密封損壞缸內(nèi)泄,端蓋密封損壞漏油更換頻繁等情況。根據(jù)對(duì)R1前送料輥閥座改造的成功,對(duì)粗、精軋換輥閥座的竄油攻關(guān)積累了經(jīng)驗(yàn)。
回油阻力過(guò)大也是竄油的一主要原因,在原因分析中已說(shuō)明,解決回油阻力過(guò)大的主要措施:(1)原泵站溢流回油與主回油管連接在一起,現(xiàn)將溢流回油與主回油管分開(kāi),直接接回油箱。(2)去除回油過(guò)濾,減少回油阻力,增設(shè)獨(dú)立過(guò)濾系統(tǒng)。(3)將粗精軋的回油管分開(kāi),分別接回油箱。
每臺(tái)泵的理論流量為:Q=qn=125mL/r×1470r/min=183750mL/min=183.75L/min,考慮流量損失,(按10%損耗),則泵實(shí)際流量:Q=183.75/1.1=166.5L/min。
計(jì)算換輥缸前進(jìn)時(shí)所需流量最大。
精軋換輥缸前進(jìn)時(shí)最大速度:V1=140mm/s。
粗軋換輥缸前進(jìn)時(shí)最大速度:V2=132mm/s。
單個(gè)精軋換輥缸前進(jìn)所需最大流量:
Q1=V1A1=140mm/s×3.14×120mm×120mm ×60÷4=94.9L/min。
單個(gè)粗軋換輥缸前進(jìn)所需最大流量:
Q2=V1A1=132mm/s×3.14×120mm×120mm ×60÷4=89.5L/min。
當(dāng)一粗軋換輥缸和一精軋換輥缸同時(shí)動(dòng)作時(shí),瞬間所需流量為Q1+Q2=184.4 L/min>泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。
當(dāng)兩個(gè)精軋換輥缸同時(shí)動(dòng)作時(shí),瞬間所需流量為2Q1=189.8>泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。
當(dāng)兩個(gè)粗軋換輥缸同時(shí)動(dòng)作時(shí),瞬間所需流量為2Q2=179>泵實(shí)際流量Q=166.5L/min。
由以上計(jì)算可知換輥時(shí)開(kāi)一臺(tái)泵無(wú)法保證軋線需求流量。
當(dāng)換輥時(shí)開(kāi)兩臺(tái)泵,系統(tǒng)提供實(shí)際流量為2Q=333 L/min,可保證同時(shí)精軋3臺(tái)換輥缸動(dòng)作,或兩臺(tái)精軋換輥缸加一臺(tái)粗軋換輥缸動(dòng)作,實(shí)際情況換輥時(shí)最多同時(shí)動(dòng)作的缸如上。所以即使在上輥平衡的上輥平衡電磁閥在上升位時(shí),也能保證換輥缸的流量供給,不會(huì)出現(xiàn)換輥時(shí)流量不足造成上輥平衡瞬間下落后再上升的情況。
當(dāng)換輥缸、上輥平衡缸完成一個(gè)動(dòng)作或不用時(shí),操作手柄應(yīng)打零位,電磁閥不得電,油路斷開(kāi)避免閥座改造后竄油可能性。
自軋線液壓系統(tǒng)改造及應(yīng)用以來(lái)有效地解決了困擾帶鋼車間軋線液壓系統(tǒng)多年的軋線竄油問(wèn)題,解除因竄油帶來(lái)的安全隱患。降低事故發(fā)生率,減少換輥時(shí)間,保障安生生產(chǎn)。保證了設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行,設(shè)備的穩(wěn)定運(yùn)行則保證了生產(chǎn)的順行,解決了生產(chǎn)中的問(wèn)題。
對(duì)于疊加式插裝閥控制系統(tǒng),它具有集成性高,通流大的特點(diǎn),每個(gè)疊加閥既起到控制元件的功能,又起到連接塊和通道的作用,對(duì)于其特點(diǎn),在設(shè)備運(yùn)行中,會(huì)出現(xiàn)竄油現(xiàn)象的發(fā)生,此次改造針對(duì)插裝閥芯由控制壓力油控制啟閉的特點(diǎn),利用原有設(shè)備進(jìn)行巧妙的改造和通過(guò)緩解回油壓力過(guò)高及增大系統(tǒng)流量的改造,有效地解決了軋線閥組竄油引起的液壓設(shè)備聯(lián)動(dòng)的危險(xiǎn)。