江浩

摘 要：板型控制技術(shù)做為熱軋帶鋼成品質(zhì)量控制的關(guān)鍵技術(shù)指標(biāo)，精軋竄輥裝置的工作原理是竄輥缸帶動(dòng)工作輥沿軸線方向上的水平移動(dòng)，保證工作輥輥面在軋制中的均勻磨損，同時(shí)對提高彎輥的功效，降低工作輥的過度撓曲及減小有害接觸區(qū)有一定的作用，是改善和提高板型控制水平的核心設(shè)備。本文是針對其的液壓控制系統(tǒng)及故障的分析和處理。

關(guān)鍵詞：竄輥缸;伺服閥;閉環(huán)控制

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.05.013

1 引言

某鋼廠1580熱軋生產(chǎn)線的精軋竄輥裝置，它包括固定塊、移動(dòng)塊，竄輥缸等，兩側(cè)的固定塊分別安裝在軋機(jī)的機(jī)架兩端牌坊上，兩側(cè)的移動(dòng)塊分別與其對應(yīng)的固定塊裝配，竄輥缸與操作側(cè)固定塊及操作側(cè)移動(dòng)塊連接，竄輥缸由液壓伺服系統(tǒng)控制，特點(diǎn)為竄輥缸與操作側(cè)移動(dòng)塊及操作側(cè)固定塊均采用柔性連接，所述的柔性連接為球面連接或關(guān)節(jié)軸承銷軸式連接等形式，由于采用可調(diào)節(jié)的柔性連接方式，可以很好地滿足熱連軋線精軋竄輥要求，提高設(shè)備功能投入率，以保證板形質(zhì)量，延長軋輥使用壽命。這種連接方式可以應(yīng)用于其它類似結(jié)構(gòu)中，提高經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

2 竄輥缸液壓系統(tǒng)裝置介紹

工作輥的竄輥有四個(gè)液壓缸進(jìn)行控制，分別位于上下工作輥操作側(cè)的入口側(cè)和出口側(cè)，并且缸內(nèi)裝有位置傳感器用于檢測工作輥的竄動(dòng)位置，在竄動(dòng)過程中必須保持上下工作輥偏離中心線的位置同步，上工作輥入口側(cè)和出口側(cè)兩個(gè)液壓缸的位置同步，下工作輥入口側(cè)和出口側(cè)兩個(gè)液壓缸的位置同步，這些都通過傳感器監(jiān)測的數(shù)值反饋到PLC控制系統(tǒng)進(jìn)行位置閉環(huán)控制計(jì)算。

在竄輥缸液壓系統(tǒng)中，電磁換向閥的作用是當(dāng)電磁換向閥得電時(shí)，使伺服閥進(jìn)油口液控單向閥和液壓缸兩腔液控單向閥能夠打開，繼而液壓油能夠正常進(jìn)入在缸體內(nèi)流動(dòng)，控制竄輥進(jìn)行動(dòng)作。液控單向閥的作用是控制平移動(dòng)作的穩(wěn)定性，并且在電磁換向閥不得電時(shí)，液控單向閥能保持住缸體內(nèi)壓力，從而確保竄輥液壓缸的位置。液壓伺服閥的作用就是通過調(diào)節(jié)其開口度來實(shí)現(xiàn)竄輥位置的穩(wěn)定控制。直動(dòng)式溢流閥的作用是當(dāng)液壓油的壓力大于溢流閥設(shè)定值時(shí)，液壓油就會(huì)從溢流口流回油箱，這時(shí)進(jìn)油口處的油壓基本上就穩(wěn)定在設(shè)定值，從而達(dá)到溢流穩(wěn)壓的作用，減少對設(shè)備的沖擊，延長設(shè)備使用壽命。

竄輥液壓缸位置是由二級板型模型通過計(jì)算來設(shè)定的，與反饋值做偏差量，并結(jié)合機(jī)械設(shè)備相關(guān)結(jié)構(gòu)原理，疊加軋機(jī)速度與竄輥動(dòng)作速度的正比關(guān)系，再通過PLC系統(tǒng)的PID計(jì)算實(shí)現(xiàn)到對應(yīng)伺服閥來進(jìn)行調(diào)節(jié)。

3 竄輥缸常見故障分析

3.1 竄輥液壓系統(tǒng)故障描述

生產(chǎn)計(jì)劃完成后，在精軋機(jī)換輥期間，經(jīng)操作人員操作執(zhí)行自動(dòng)換輥程序后，在現(xiàn)場檢查換輥狀態(tài)的操作人員發(fā)現(xiàn)某機(jī)架未能完成抽輥前準(zhǔn)備工作，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)該機(jī)架竄輥的零位丟失，竄輥距離零位還差幾個(gè)毫米。同時(shí)通知操作人員手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軋機(jī)重新讓竄輥回到零位。此時(shí)維護(hù)人員正在現(xiàn)場檢查竄輥。操作人員多次手動(dòng)將竄輥動(dòng)作到零位后，竄輥零位信號立即丟失，導(dǎo)致不能抽輥。維護(hù)人員現(xiàn)場未發(fā)現(xiàn)明顯漏油或者機(jī)械方面的異常。最后工程師據(jù)現(xiàn)場反饋的情況和觀察相關(guān)電氣記錄數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)伺服閥有異常，對伺服閥進(jìn)行補(bǔ)償后，恢復(fù)生產(chǎn)。

3.2 竄輥液壓系統(tǒng)故障分析

（1）從電氣的角度分析，懷疑該位置傳感器是否出現(xiàn)異常，導(dǎo)致竄輥實(shí)物是處于零位，但是傳感器顯示的數(shù)值不在零位。經(jīng)對鎖緊板動(dòng)作的條件進(jìn)行強(qiáng)制后，操作人員手動(dòng)打開鎖緊板，現(xiàn)場發(fā)現(xiàn)鎖緊板實(shí)物未打開，以此判斷竄輥的位置傳感器無異常，排除傳感器檢測故障。

（2）從機(jī)械的角度分析，在實(shí)際生產(chǎn)中還會(huì)出現(xiàn)竄輥因缸體自身的原因而導(dǎo)致溜動(dòng)，造成不能換輥。當(dāng)缸體發(fā)生內(nèi)泄的時(shí)候，缸體一腔壓力無法保持住，導(dǎo)致兩腔受力不同，缸體發(fā)生移動(dòng)，竄輥零位丟失。在操作人員來回動(dòng)作竄輥的時(shí)候，維護(hù)人員現(xiàn)場巡檢，未發(fā)現(xiàn)明顯漏油的地方，同時(shí)從電氣記錄的數(shù)據(jù)中也未發(fā)現(xiàn)缸體內(nèi)泄的跡象，如果缸體發(fā)生內(nèi)泄不是很嚴(yán)重的話，提前在控制程序中對軋機(jī)自動(dòng)抽輥條件中的竄輥零位條件進(jìn)行強(qiáng)制，然后就可以正常抽輥，為了確保裝輥之前竄輥處于零位，自動(dòng)裝輥前，操作人員需要手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軋機(jī)重新讓竄輥回歸到零位，確保順利裝輥。

（3）從液壓的角度分析，觀察電氣記錄的數(shù)據(jù)中，找到相對應(yīng)竄輥缸液壓伺服閥的閥芯曲線數(shù)據(jù)，觀察到在軋機(jī)做換輥準(zhǔn)備時(shí)，其竄輥位置已經(jīng)處于零位，但此時(shí)其伺服閥閥芯偏差量超過5%，說明該閥芯內(nèi)部出現(xiàn)嚴(yán)重磨損。正是由于竄輥缸位置控制與軋機(jī)速度是相匹配的，因此當(dāng)閥芯開口度伴隨著軋機(jī)速度下降，其閥芯開度參考值也會(huì)趨近于零，此時(shí)由于無法彌補(bǔ)因伺服閥磨損導(dǎo)致的兩腔壓力差，而導(dǎo)致竄輥缸慢慢隨之溜動(dòng)，最終零位丟失。同時(shí)，平時(shí)用于監(jiān)控伺服閥狀態(tài)的一段程序也進(jìn)行了報(bào)警。這段程序是在每一次掃描周期內(nèi)，將伺服閥的給定值與反饋值進(jìn)行比較，當(dāng)兩者差值大于設(shè)定值后，就會(huì)進(jìn)行聲光報(bào)警，以便提示工程師進(jìn)行檢查。此次事故中，也出現(xiàn)報(bào)警，為判斷伺服閥故障提供了方向和依據(jù)。當(dāng)伺服閥出現(xiàn)上述現(xiàn)象的時(shí)候，在生產(chǎn)的過程中沒有太大的影響。如果在換輥的過程，伺服閥異常會(huì)造成竄輥不在零位，導(dǎo)致不能正常換輥，產(chǎn)生較長的故障時(shí)間。在實(shí)際生產(chǎn)過程中，如果為了換輥通過切割鎖緊板來抽出輥?zhàn)拥脑?，后續(xù)還需要大量額外的時(shí)間用以更換鎖緊板等機(jī)械設(shè)備。因此為了減少故障時(shí)間，可以通過優(yōu)化控制程序，對伺服閥進(jìn)行補(bǔ)償，以便正常換輥。再利用檢修時(shí)間更換該伺服閥。具體的方法如下：

1）讓操作人員手動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)軋機(jī)，然后竄輥動(dòng)作到零位，同時(shí)現(xiàn)場確保竄輥在零位。

2）在控制程序中增加一段竄輥伺服閥輸出的程序。我們可以通過在這段程序中修改補(bǔ)償參數(shù)，來確保軋機(jī)在沒有速度的情況下，也不會(huì)產(chǎn)生溜動(dòng)的情況，而導(dǎo)致?lián)Q不了輥。

4 結(jié)束語

通過本次故障的分析，精軋機(jī)竄輥溜動(dòng)造成的無法正常換輥的情況下，需要結(jié)合具體情況結(jié)合分析，判斷造成溜動(dòng)的故障原因，然后再通過一些電氣手段對設(shè)備進(jìn)行補(bǔ)償，維持正常生產(chǎn)，利用檢修時(shí)間再從根本上解決問題，最優(yōu)化人力物力等資源。

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