论文部分内容阅读
摘 要：R2导位平衡装置是采用液压系统控制，自2007年生产以来，一直存在突然下落和不能任意位停止的设备故障隐患，本文从液压方面对R2导位平衡装置故障进行分析，并提出相应的解决措施，取得良好的效果。
关键词：导卫平衡；液压原理；冲击；液控单向阀
Abstract：R2 guide the balance device is controlled by hydraulic system， since from the 2007 production， there has been a sudden fall and can not arbitrarily stop equipment malfunction， this paper analyzed a balance device failure on the R2 from the hydraulic aspects， and put forward the corresponding settlement measures， achieved good results.
Keywords：Guide balance； Hydraulic principle； To attack； Hydraulic control valve
1 故障现象描述
R2导位平衡装置自2007年生产以来累计发生过3次在正常轧制状态下导卫液压缸突然动作，导致导卫本体下落与带钢接触，引起堆钢及导卫被带钢撞变形等严重事故，造成较大经济损失。导位不能在任意位置停止导致在换辊时不能定位，每次换辊要为导位加垫块调整间隙，影响换辊检修效率。
2 导位平衡装置工作原理
R2导位平衡装置是悬挂在支承辊的平衡梁上，采用液压控制方式，液压平衡装置因具有结构紧凑、动作灵活、工作平稳、操作和拆卸方便等特点，而得到了广泛应用[1]。通过两件垂直倒置的液压缸控制导卫升降，调节与工作辊之间间隙，减小咬入时对轧辊的冲击和避免因翘头原因导致的堆钢。平衡装置存在两种状态：工作状态（即平衡状态）和换辊检修状态
2.1 工作状态（即平衡状态）
见图1，二位四通电液换向阀556.1电磁头b得电，为平衡液压缸的两腔提供足够压力和流量的压力油，同时将杆腔控制油路上的液控单向阀497.1打开，使液压控制形成完整的回路；将塞腔控制油路上的减压溢流阀827.1压力设定为2Mpa，杆腔控制油路上的比例减压溢流阀826.1压力由电气控制程序调定为12Mpa或大于12Mpa，这时液压缸的两腔压力处于动态平衡状态，即F杆≥F塞+G导位；导位与上工作辊辊面之间的间隙消除，即处于平衡状态；然后由测压点M16（塞腔）、M17（杆腔）连接的压力继电器对两腔压力进行时时监控，对于压力超限进行故障报警处理。
液控单向阀497.1为座阀式阀，反向截止时内泄漏近乎零，利用这个特点可将液压缸锁定在任何位置[2]。
2.2 换辊检修状态
导位抬升：二位四通电液换向阀556.1电磁头b得电，同时将杆腔控制油路上的液控单向阀497.1打开，将塞腔控制油路上的减压溢流阀827.1压力设定为2Mpa，杆腔控制油路上的比例减压溢流阀826.1压力由电气控制程序调定为大于12Mpa；这时液压缸的秆腔压力大于塞腔压力和导位重力之和，即F杆>F塞+G导位；此时导位抬升。
导位下降：二位四通电液换向阀556.1电磁头b得电，同时将杆腔控制油路上的液控单向阀497.1打开，将塞腔控制油路上的减压溢流阀827.1压力设定为2Mpa；杆腔控制油路上的比例减压溢流阀826.1压力由电气控制程序调定为2Mpa；这时液压缸的秆腔压力小于塞腔压力和导位重力之和，即F杆 导位停止：二位四通电液换向阀556.1电磁头a得电，切断平衡液压缸的两腔的压力油，同时将杆腔控制油路上的液控单向阀497.1关闭，使液压控制不能形成完整的回路；此时导位可以停在任意位置
3 故障原因分析
3.1工作状态下导位平衡装置突然落下
3.1.1换向阀换向，压力油切断
二位四通电液换向阀556.1突然电磁头a得电，切断平衡液压缸两腔压力油，同时杆腔控制油路上的液控单向阀497.1未关闭，使液压控制形成完整的回路（如图1）；导致导位下降。此现象至今未发生过，在这里不做分析。
3.1.2压力下降波动
液压缸杆腔压力降到12Mpa以下，即F杆 1.系统压力下降，自投产以来已发生3次；
2.杆腔控制油路上的比例减压溢流阀826.1损坏，至今未发生过，在这里不做分析。
3.1.3液压管路突然崩断
压力波动频繁，管路频繁受压力冲击，导致崩开折断，此现象至今未发生过，在这里不做分析
3.2检修换辊状态下导位不能在任意位停止
3.2.1换向阀不换向，压力油未切断
导位在任意位置停止时，需要二位四通电液换向阀556.1电磁头a得电。如二位四通电液换向阀556.1未能及时得电，压力油未切断，则导位不能停止；比例减压溢流阀826.1的压力调定下或上升（压力大于12Mpa）或下降（压力小于12Mpa）。因二位四通电液换向阀556.1不换向使电磁头a不得电，造成导位不能停止，至今已发生数次故障，但均为电气线路故障造成。
3.2.2液控单向阀未关闭
杆腔控制油路上的液控单向阀497.1如在压力油切断后不能正常关闭就会造成导位不能在任意位置停止。本钢2300mm与1780mm导位平衡液压控制原理是相同的，只是液压阀的选型不同； 1780mm生产线选用的是PARKER产品，不能实现导位任意定位，本钢2300mm选用的是Rexroth产品，可以实现导位任意定位。通过两种类型阀结构比较发现SL系列阀结构比较稳定对压力波动不敏感，能较稳定的实现阀的开关功能；而C4V系列阀结构复杂紧凑、先导阀芯小巧灵活对压力波动敏感，控制油路X是有阻尼孔设计，可以起到降低流量减小压力冲击的作用。1780mm使用的单向阀经常出现导阀阀芯断裂、卡阻现象，将损坏的液控单向阀解体检查发现阀的控制油路X的阻尼孔在压力冲击下变大，压力冲击完全作用到相对脆弱的导阀阀芯上，主阀芯不能完全关闭。造成导位装置不能实现任意位置停止。
4 整改措施
4.1為防止工作状态下导位平衡装置突然下落做了以下措施：
2.定期对油液取样化验分析，保证油液指标处于最佳使用状态，使系统压力流量稳定；
4.2换辊状态下导位不能在任意位置停止做了以下措施：
1.对图1所示二位四通电液换向阀556.1进行定期检查清洗或更换。
2.对图1所示二位四通电液换向阀556.1的电控线路进行检查校验。
3.对图1所示液控单向阀497.1经与PARKER公司协商，已为我们制作一件在主阀控制油路上增加阻尼孔的改进型主阀体，待进一步验证其功能是否改善。
4.对图1所示液控单向阀497.1建议改为德国Rexroth公司SL系列产品以保障稳定的使用性能。
5 结论
经过对R2导位平衡装置液压系统方面故障的分析，发现液压阀元件的选型对液压执行元件的功能实现产生了较大的影响，经过对可能性因素的逐项排查整改，至今R2导卫未在出现事故，后续改型的液控单向阀我们会进一步跟踪，直到彻底解决问题。
参考文献
1 黄志坚，石克发，郭振俊.冶金设备液压润滑实用技术[M].北京：冶金工业出版社，2006 231-231；
2 陆望龙.液压系统使用与维护手册[M].北京：化学工业出版社，2008.1.
作者简介：
史国龙（1982-），男，汉族，辽宁沈阳市人，辽宁科技学院冶金机械专业毕业，助理工程师，现于北营轧钢厂1780mm生产线从事设备管理工作。
关键词：导卫平衡；液压原理；冲击；液控单向阀
Abstract：R2 guide the balance device is controlled by hydraulic system， since from the 2007 production， there has been a sudden fall and can not arbitrarily stop equipment malfunction， this paper analyzed a balance device failure on the R2 from the hydraulic aspects， and put forward the corresponding settlement measures， achieved good results.
Keywords：Guide balance； Hydraulic principle； To attack； Hydraulic control valve
1 故障现象描述
R2导位平衡装置自2007年生产以来累计发生过3次在正常轧制状态下导卫液压缸突然动作，导致导卫本体下落与带钢接触，引起堆钢及导卫被带钢撞变形等严重事故，造成较大经济损失。导位不能在任意位置停止导致在换辊时不能定位，每次换辊要为导位加垫块调整间隙，影响换辊检修效率。
2 导位平衡装置工作原理
R2导位平衡装置是悬挂在支承辊的平衡梁上，采用液压控制方式，液压平衡装置因具有结构紧凑、动作灵活、工作平稳、操作和拆卸方便等特点，而得到了广泛应用[1]。通过两件垂直倒置的液压缸控制导卫升降，调节与工作辊之间间隙，减小咬入时对轧辊的冲击和避免因翘头原因导致的堆钢。平衡装置存在两种状态：工作状态（即平衡状态）和换辊检修状态
2.1 工作状态（即平衡状态）
见图1，二位四通电液换向阀556.1电磁头b得电，为平衡液压缸的两腔提供足够压力和流量的压力油，同时将杆腔控制油路上的液控单向阀497.1打开，使液压控制形成完整的回路；将塞腔控制油路上的减压溢流阀827.1压力设定为2Mpa，杆腔控制油路上的比例减压溢流阀826.1压力由电气控制程序调定为12Mpa或大于12Mpa，这时液压缸的两腔压力处于动态平衡状态，即F杆≥F塞+G导位；导位与上工作辊辊面之间的间隙消除，即处于平衡状态；然后由测压点M16（塞腔）、M17（杆腔）连接的压力继电器对两腔压力进行时时监控，对于压力超限进行故障报警处理。
液控单向阀497.1为座阀式阀，反向截止时内泄漏近乎零，利用这个特点可将液压缸锁定在任何位置[2]。
2.2 换辊检修状态
导位抬升：二位四通电液换向阀556.1电磁头b得电，同时将杆腔控制油路上的液控单向阀497.1打开，将塞腔控制油路上的减压溢流阀827.1压力设定为2Mpa，杆腔控制油路上的比例减压溢流阀826.1压力由电气控制程序调定为大于12Mpa；这时液压缸的秆腔压力大于塞腔压力和导位重力之和，即F杆>F塞+G导位；此时导位抬升。
导位下降：二位四通电液换向阀556.1电磁头b得电，同时将杆腔控制油路上的液控单向阀497.1打开，将塞腔控制油路上的减压溢流阀827.1压力设定为2Mpa；杆腔控制油路上的比例减压溢流阀826.1压力由电气控制程序调定为2Mpa；这时液压缸的秆腔压力小于塞腔压力和导位重力之和，即F杆
3 故障原因分析
3.1工作状态下导位平衡装置突然落下
3.1.1换向阀换向，压力油切断
二位四通电液换向阀556.1突然电磁头a得电，切断平衡液压缸两腔压力油，同时杆腔控制油路上的液控单向阀497.1未关闭，使液压控制形成完整的回路（如图1）；导致导位下降。此现象至今未发生过，在这里不做分析。
3.1.2压力下降波动
液压缸杆腔压力降到12Mpa以下，即F杆
2.杆腔控制油路上的比例减压溢流阀826.1损坏，至今未发生过，在这里不做分析。
3.1.3液压管路突然崩断
压力波动频繁，管路频繁受压力冲击，导致崩开折断，此现象至今未发生过，在这里不做分析
3.2检修换辊状态下导位不能在任意位停止
3.2.1换向阀不换向，压力油未切断
导位在任意位置停止时，需要二位四通电液换向阀556.1电磁头a得电。如二位四通电液换向阀556.1未能及时得电，压力油未切断，则导位不能停止；比例减压溢流阀826.1的压力调定下或上升（压力大于12Mpa）或下降（压力小于12Mpa）。因二位四通电液换向阀556.1不换向使电磁头a不得电，造成导位不能停止，至今已发生数次故障，但均为电气线路故障造成。
3.2.2液控单向阀未关闭
杆腔控制油路上的液控单向阀497.1如在压力油切断后不能正常关闭就会造成导位不能在任意位置停止。本钢2300mm与1780mm导位平衡液压控制原理是相同的，只是液压阀的选型不同； 1780mm生产线选用的是PARKER产品，不能实现导位任意定位，本钢2300mm选用的是Rexroth产品，可以实现导位任意定位。通过两种类型阀结构比较发现SL系列阀结构比较稳定对压力波动不敏感，能较稳定的实现阀的开关功能；而C4V系列阀结构复杂紧凑、先导阀芯小巧灵活对压力波动敏感，控制油路X是有阻尼孔设计，可以起到降低流量减小压力冲击的作用。1780mm使用的单向阀经常出现导阀阀芯断裂、卡阻现象，将损坏的液控单向阀解体检查发现阀的控制油路X的阻尼孔在压力冲击下变大，压力冲击完全作用到相对脆弱的导阀阀芯上，主阀芯不能完全关闭。造成导位装置不能实现任意位置停止。
4 整改措施
4.1為防止工作状态下导位平衡装置突然下落做了以下措施：
2.定期对油液取样化验分析，保证油液指标处于最佳使用状态，使系统压力流量稳定；
4.2换辊状态下导位不能在任意位置停止做了以下措施：
1.对图1所示二位四通电液换向阀556.1进行定期检查清洗或更换。
2.对图1所示二位四通电液换向阀556.1的电控线路进行检查校验。
3.对图1所示液控单向阀497.1经与PARKER公司协商，已为我们制作一件在主阀控制油路上增加阻尼孔的改进型主阀体，待进一步验证其功能是否改善。
4.对图1所示液控单向阀497.1建议改为德国Rexroth公司SL系列产品以保障稳定的使用性能。
5 结论
经过对R2导位平衡装置液压系统方面故障的分析，发现液压阀元件的选型对液压执行元件的功能实现产生了较大的影响，经过对可能性因素的逐项排查整改，至今R2导卫未在出现事故，后续改型的液控单向阀我们会进一步跟踪，直到彻底解决问题。
参考文献
1 黄志坚，石克发，郭振俊.冶金设备液压润滑实用技术[M].北京：冶金工业出版社，2006 231-231；
2 陆望龙.液压系统使用与维护手册[M].北京：化学工业出版社，2008.1.
作者简介：
史国龙（1982-），男，汉族，辽宁沈阳市人，辽宁科技学院冶金机械专业毕业，助理工程师，现于北营轧钢厂1780mm生产线从事设备管理工作。