莱钢板带厂1500宽带主体机械设备是由大连重工.起重集团有限公司总承包,于2004年开工建设,2005年6月试车生产成功,设计年生产热轧带钢卷200万吨,产品规格为:厚度1.2mm～20mm,宽度700mm～1350mm,最大卷重20200kg,最大钢卷外径1950mm,钢卷内径Φ762mm,最大单位卷重15.0kg/mm。
弯辊窜辊装置安装于精轧机组牌坊窗口的中部,是板形控制的重要执行机构。窜辊缸安装在操作侧,其活塞杆与弯辊缸座是一体的,工作辊两侧的油缸夹持轴承座上的凸缘带动工作辊及两侧的轴承座进行轴向移动。
每架精轧机分上工作辊左、右窜辊液压缸和下工作辊左、右窜辊液压缸共4个。闭环可控制窜辊调整时由电液伺服阀电磁线圈控制工作辊弯辊平衡液压缸两侧供、排油。
图1为宽带窜辊缸工作原理图。当F2出口下窜辊时,电液伺服阀(18.1、18.2、18.3、18.4)电磁线圈F2H6YS5输入控制信号控制油缸两腔供、排油。电磁换向阀(21.4)的电磁铁F2H6YHS9得电,分别将3个液控单向阀(20.10、20.11、20.12)打开。停止工作时电液伺服阀电磁线圈停止输入控制信号,电磁换向阀的电磁铁断电将各液控单向阀关闭。溢流阀(22.7、22.8)为安全用,压力调整值为16MPa。位置传感器检测系统的位置信号供系统闭环控制。
1500宽带窜辊缸出现窜动不正常现象,主要表现为两侧动作不同步及只往外方向运动的现象。结合现场的故障表现挤处理过程,进行了以下的案例分析。
案例一:出现窜辊缸一侧不动作。此问题产生后,最先考虑的是压力问题,而且是最有效最简单的处理方法,当出现压力不正常时,首先从溢流阀(图1中22.7、22.8)进行检查,用手进行触摸或用测温枪进行测温,检查一下溢流阀是否温度高,如果溢流阀出现比其他阀体温度较高的现状,溢流阀的损害是较大的原因。窜辊溢流阀一般采用先导式溢流阀,先导式溢流阀是用先导阀限定压力并控制主阀溢流阀,图2为先导式溢流阀及图形符号。先导式溢流阀由先导阀和主阀组成,先导阀用于调节主阀上腔的液压力;主阀芯在其上腔液压力作用下和弹簧力的共同作用下与下腔液压作用力相平衡。当导阀前腔液压作用力低于其调定弹簧力时,导阀和主阀阀口均处于关闭状态,溢流口无液体溢出。当导阀前腔液压作用力超过其调定弹簧力时,导阀开启,此时阻尼孔中有液体流动,主阀上下腔产生压力差,若此压差对主阀芯所产生的作用力小于主阀弹簧力,则主阀口仍处于关闭状态;若此压差对主阀芯所产生的作用力大于主弹簧力,就会使主阀开始溢流。主阀弹簧力随其开口量的增大而增大,直至与主阀芯上的液压作用力相平衡。
溢流阀调压失灵主要表现在以下几个方面。
(1)阀手轮径向卡紧,不能调压。
(2)弹簧按使用压力分有四挡:如0～80、0～16、0～21、0～32MPa。应根据系统工作压力选合适的压力挡次,以免压力调定不准确。
(3)主阀阀芯阻尼孔堵塞,压力调不上去。或先导阀阻尼孔堵塞,压力高调不下来。当主阀芯阻尼孔堵塞时,进油口压力传不到先导阀,先导阀失去对主阀调节作用,由于堵塞,油不能流到主阀芯上腔,主阀芯上腔油不能流动,上腔压力升高把先导锥阀打开至使主阀上端无压,只要进油口有些压力,便可打开溢流阀溢流系统建不起压力。
压力不正常的产生其中伺服阀、液控单向阀也存在可能,在排查溢流阀无问题后进行下一步的分析。
案例二:针对窜辊缸经常出现往一个方向运行的现状,实际只往外运行往里窜不动的现象较多,大多是因为窜辊缸活塞杆出现故障,主要表现为活塞杆与法兰盘螺纹连接处出现脱开,由于螺纹连接不仅仅起到连接作用还承载这往复运动的力,长时间运行加设水的腐蚀导致螺纹磨损脱开,其次是活塞杆的断裂即活塞杆最薄弱环节的断裂如螺纹倒角处、活塞倒角处等。
此问题的产生在1500宽带现场是比较常见的问题。具体排除操作方法如下。
(1)液压缸的不正常运行首先想到的是测试压力是否正常。当压力流量都正常时才往往检查执行元件即液压缸。当出现以上现象时测试压力、流量等是正常的,管路也明显感觉到过油正常,这时候就要检查液压缸活塞杆。检查活塞杆最明了的方法是打开液压缸进行检查,但是此方法比较繁琐,一般也是放在其他点排除后进行检查。
(2)活塞杆断裂排查方法:首先通过操作确定窜辊缸只是往外运行,往轧机里侧不动作;其次将窜辊位置打到外侧最大位置,然后拆卸窜辊缸的有杆腔及无杆腔油管,使活塞杆处于自由状态;再次,使用外力对窜辊缸往里运行,如果出现比较轻松的运行,表明窜辊缸活塞杆处于断裂状态;最后,如果在外力的作用下,窜辊缸仍然不能往里动作,下一步的工作就需要进行打开窜辊缸进行检查。
活塞杆的断裂是此问题经常产生的直接原因,如果现场中出现窜辊缸只往外运动而不往轧机里侧运动的状况,活塞杆断裂的概率是比较高的。
动力元件、执行元件、控制元件等三大元件构成了整个液压系统。莱钢1500宽带窜辊缸的故障主要表现在先导式溢流发的损坏以及窜辊缸活塞杆的断裂,其他的各类阀如伺服阀的卡死、控制信号的丢失等问题也出现过,但是出现的相对概率较低,液压故障的原因查找及分析较为繁琐,当对整个系统易发生故障的部位及设施进行整理,对故障的查找相对简单。
摘要：莱钢1500宽带窜辊缸在现场的使用过程经常出现不能正常动作的现象,本文结合现场问题的处理过程,从先导式溢流阀的故障到窜辊缸活塞杆的断裂进行了排查梳理,对类似故障的判断和维护有较好的借鉴意义。
关键词：窜辊,阀,活塞杆
[1] 雷天觉,杨尔庄,李寿刚.新编液压工程手册(上册)[M].北京:北京理工大学出版社,1999.
[2] 徐启杨,吴桂林.轧机弯辊缸密封改进[J].科技信息,2011(1):109～110.
[3] 李岩,李明龙.工作辊弯辊缸的装配与测试的新方法[J].一重技术,2007(5):73～74.
[4] 白印军,康沪雁,乔国世,等.邯钢CSP生产线工作辊弯辊缸维修[J].机械工程师,2005(6):119～120.
