王啟堯,王云恒
(1.寶山鋼鐵股份有限公司,上海 201900;2.鄭州機械研究所有限公司,河南 鄭州 450052)
卷取夾送輥的作用是在帶鋼尾部離開精軋機時保持卷取張力,并在卷取開始時咬入帶鋼,迫使帶鋼頭部向下彎曲,沿著斜導(dǎo)板方向進入卷筒與助卷輥的縫隙,進行卷取。在實際過程中,夾送輥對帶鋼壓力控制的穩(wěn)定與否直接關(guān)乎到卷形質(zhì)量的好壞。若夾送輥壓力異常,會導(dǎo)致帶鋼跑偏,薄板翻邊起浪,不利于鋼卷卷型的控制。
1880卷取上、下夾送輥各由1臺電機和萬向軸驅(qū)動;上夾送輥直徑為Φ920mm,下輥直徑為Φ520mm,上、下夾送輥中心線不重合,存在一定偏心,上夾送輥中心線往帶鋼軋制出口方向偏移230mm,主要是為改善帶鋼咬入條件,便于卷鋼時帶鋼頭部下彎,順利進入卷筒與助卷輥的縫隙中。如圖1所示,下夾送輥為固定安裝式,而上夾送輥的提升、下降動作由上夾送輥平衡缸(操作側(cè)、傳動側(cè)各2個,固定安裝于牌坊兩側(cè),力作用于上夾送輥軸承座的擺動架處)與上夾送輥壓下缸(操作側(cè)、傳動側(cè)各1個,安裝于牌坊頂面)同步執(zhí)行。
圖1 1880 卷取上、下夾送輥裝置的機械構(gòu)造圖
理論上,當(dāng)上夾送輥兩側(cè)壓下油缸精度一致,摩擦系數(shù)相同,上軸承座與壓下油缸接觸的墊塊無磨損,兩側(cè)襯板摩擦面的阻尼系數(shù)很?。Σ亮雎裕亲饔迷谏蠆A送輥軸承座處的壓下力與壓下油缸的輸出力是相同的,操作側(cè)與傳動側(cè)壓下油缸的輸出力相等。但實際生產(chǎn)過程中,有很多情況會影響上、下夾送輥在穿帶及卷鋼過程中對帶鋼壓緊力的作用效果。
主要影響因素有傳動側(cè)水汽大對上夾送輥軸承座墊塊的腐蝕、下夾送輥軸承座底部的磨損、上夾送輥軸承座與牌坊框架兩側(cè)的間隙是否合理、上夾送輥平衡油缸的狀態(tài)情況(速度是否同步、內(nèi)部是否拉毛、動作是否有局部卡阻等)、液壓伺服系統(tǒng)控制的壓下油缸的動態(tài)響應(yīng)、液壓力變化是否連續(xù)等。需要依據(jù)各類異?,F(xiàn)象,區(qū)別分析、逐個排查,對癥解決。
圖2 卷取夾送輥輥縫位置、壓力均正常時的圖例
圖3 卷取夾送輥輥縫位置、壓力異常時的假設(shè)示意圖
在圖2中,可以看到2臺卷取機夾送輥的兩側(cè)輥縫定位數(shù)據(jù)、壓下力偏差都在范圍內(nèi),帶鋼卷取控制過程正常,無異?,F(xiàn)象。對比圖3數(shù)據(jù),假定傳動側(cè)與操作側(cè)的油柱偏差為4.18-2.82=1.36mm,同時卷鋼過程中,操作側(cè)夾送輥壓下油缸變化不大,而傳動側(cè)壓下油缸的變化幅度較大時,對此異?,F(xiàn)象,該如何分析,加以判斷解決呢?
首先,要對夾送輥的液壓回路控制有一定的了解,再設(shè)計出一套 卷取夾送輥異常分析判斷流程圖 (圖4),依據(jù)異常現(xiàn)象特征與流程圖加以對照、判別,從系統(tǒng)角度出發(fā)思考解決問題。
圖4 卷取夾送輥異常分析判斷流程圖
由圖3數(shù)據(jù),結(jié)合控制程序,該異?,F(xiàn)象出現(xiàn)后,雖然操作側(cè)與傳動側(cè)壓下油缸油柱偏差大,在實際卷鋼過程中,油柱值會發(fā)生一定起伏,兩側(cè)壓力也會同步變化,特別是傳動側(cè)壓力變化波動范圍較大,且數(shù)值較操作側(cè)小。察看ODG曲線,發(fā)現(xiàn)傳動側(cè)壓下力變化數(shù)據(jù)呈一定規(guī)律性變動,后與夾送輥的傳動軸轉(zhuǎn)一圈所對應(yīng)的周期變化呈現(xiàn)時間節(jié)點上的重合,初步判斷可能是因為輥縫位置的波動造成壓下力被動地跟隨變化。因為在卷鋼過程中,夾送輥采用的是壓力控制方式,即上夾送輥兩側(cè)壓下缸同步動作,施加壓力作用于穿帶的帶鋼上,且只要兩缸的輸出合力達到程序設(shè)定的壓下力(PT檢測反饋給程序,進行閉環(huán)控制),壓下缸便不會再下壓動作。若因為其他因素,造成PT檢測的合力大于程序設(shè)定的值,壓下缸便會減小力的輸出,并在上夾送輥平衡缸的作用下,上夾送輥上抬,油柱減小,而一旦上夾送輥上抬過程中,PT檢測的合力又突然快速變小,小于程序設(shè)定的壓力力,壓下缸不得不再次壓下動作,伊而復(fù)始,上夾送輥便不停地上抬,壓下,頻繁調(diào)節(jié)。但壓下力的頻繁波動不利于夾送輥輥系的穩(wěn)定,會造成帶鋼在穿帶卷鋼過程中出現(xiàn)起浪現(xiàn)象(薄板風(fēng)險更大),甚至?xí)霈F(xiàn)部分鋼卷錯層嚴重,嚴重影響生產(chǎn)節(jié)奏和鋼卷成型質(zhì)量。
如圖5所示, ∑F=0,F1+F2-N=0;
由圖可知,力臂ef>de,推出 F 1' ' > F2'';對照圖5、圖6、圖7受力分析圖,可知:上下夾送輥水平度良好時,上夾送輥兩側(cè)的壓下力F1=F2=N/2(N為穿帶過程中帶鋼作用在上夾送輥上的支承力);上、下夾送輥水平度不好時,壓力缸輸出的垂直平面內(nèi)的F1、F2除分解出作用在上夾送輥軸承座的F1'、F2'與 相平衡外,會額外產(chǎn)生兩個F1×sin α×(1/2φD+C)、F2×sin α×(1/2φD+C)傾覆力矩作用在夾送輥上,使上夾送輥依照下夾送輥的水平度偏差產(chǎn)生一個側(cè)向傾翻,從而導(dǎo)致夾送輥兩側(cè)油柱產(chǎn)生一個明顯的偏差,不利于輥系穩(wěn)定。當(dāng)帶鋼穿帶卷鋼過程中,會導(dǎo)致跑偏、錯層現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)如圖7所示的情況,往往夾送輥零調(diào)時就會出現(xiàn)較大油柱偏差,操作人員會進行人工干預(yù),對輥縫進行適當(dāng)調(diào)平,又會出現(xiàn)如圖8的受力情況。此時,下輥水平傾斜度較高端對應(yīng)的上夾送輥壓下力較大(F1″>F2″),且上夾送輥與帶鋼上表面接觸面積很小,如此帶鋼表面受力不均,容易造成帶鋼向傳動側(cè)跑偏、寬度方向擺動,在壓力作用下,上輥右側(cè)部分會依據(jù)壓力變動情況不斷的下壓、上抬,又進一步導(dǎo)致帶鋼起浪現(xiàn)象發(fā)生。由此看出受力圖的分析與圖4參數(shù)反映情況相吻合。為進一步論證推斷有效性,需在1880產(chǎn)線定修的時候,抽出卷取機上、下夾送輥,對下夾送輥底座的水平度進行檢測校正。
圖5 卷取上下夾送輥水平度良好受力分析圖
圖6 卷取上下夾送輥水平度不好受力分析圖
圖7 卷取上下夾送輥水平度不好受力分析圖
圖8 下夾送輥軸承座底座水平度檢測點對照圖
經(jīng)實際現(xiàn)場檢測,發(fā)現(xiàn)下夾送輥水平度確實不理想,操作側(cè)水平度較高,對應(yīng)先前的油柱偏差值,抽去相應(yīng)的軸承座底座墊片后,使下夾送輥兩側(cè)軸承座底座的水平度趨于一致。該檢測結(jié)果與之前的分析判斷相吻合。經(jīng)處理后,重新零調(diào)的夾送輥兩側(cè)油柱偏差、壓力偏差等異?,F(xiàn)象均消失,且生產(chǎn)過程中夾送輥壓力正常,設(shè)備穩(wěn)定(表1)。
表1
通過對該卷取機夾送輥壓力異常原因進行系統(tǒng)分析,歸納出各類影響要素,并在此基礎(chǔ)上編制了 卷取夾送輥異常分析判斷流程圖 ,可實現(xiàn)發(fā)生類似情況,快速分析判斷,制定檢修方案,對維護設(shè)備、保障生產(chǎn)有很好的指導(dǎo)作用。