卷取機助卷輥液壓系統振顫故障

(1)卷取機故障

    某1500mm帶鋼熱連軋生產線卷取機為全液壓臥式有芯卷取，配備液壓助卷輥，采用AJC踏步控制，可有效降低沖擊負荷和噪聲，提高帶鋼表面質量。投產初期，作為控制卷取質量核心的1號助卷輥液壓系統出現問題，即助卷輥在自動抱合初期，液壓系統產生振顫、沖擊大，導致液壓油管頻繁開焊噴油。

(2)卷取機助卷輥液壓系統

    ①助卷輥液壓缸的動作控制  帶鋼順序進入到1～3號助卷輥與卷筒之間開始卷取。當卷好一整圈后，助卷輥開始實施踏步控制。當卷取2～3圈時卷筒實行第二次擴脹，以將鋼卷與卷筒結合得更緊密。當卷到適當圈數后（一般為5～7圈）助卷輥打開，靠卷筒單獨卷取。這時卷取速度應與帶鋼運行速度相等。卷筒與F6機架間形成一定的卷取張力。當帶鋼尾部全部從F6軋機軋出后，輸出輥道、1號卷取機入口輥道降速，卷筒要與1號夾送輥之間形成張力繼續卷取，當只剩最后幾圈時，1～3號助卷輥以設定壓力壓向鋼卷，完成卷取。助卷缸的工作可分兩種狀態：一是助卷輥后退時液壓缸有桿腔進油，活塞桿回縮到工藝設定位置，助卷輥前進時無桿腔進油，活塞桿伸出到工藝設定位置；屬典型的位移閉環控制；二是助卷輥接近接觸帶鋼時無桿腔繼續進油，活塞桿伸出，助卷輥壓緊帶鋼，要求對壓力進行控制，屬典型的壓力閉環控制。在一個動作循環中兩種閉環要進行切換，這就決定了該控制系統的復雜性。

②助卷輥液壓系統原理  如圖R所示，助卷輥液壓缸前進及快退調節時，伺服閥12.1的伺服線圈C1H8. 3YS1輸入控制信號。電磁換向閥14.1的電磁鐵C1H8. 3YHS1得電，打開液控單向閥13.1。助卷輥液壓缸張緊及回縮方向和速度的調節由輸入伺服閥的控制信號控制。助卷輥液壓缸回縮時，電磁換向閥8.1的電磁鐵C1H8. 3YHD1左側得電，電磁換向閥14.1的電磁鐵C1H8. 3YHS1斷電，關閉液控單向閥13.1。助卷輥液壓缸前進時，電磁換向閥8.1的電磁鐵C1H8. 3YHD1右側得電，電磁換向閥14.1的電磁鐵C1H8. 3YHS1斷電，關閉液控單向閥13.1。停止工作時各電磁線圈均不得電。過濾器4.1可向伺服閥提供高精度的控制油液；蓄能器22用于補充及穩定工作時的壓力供油，其充氮壓力為18. 5MPa；伺服缸內置位置傳感器C1H8. 3SH1用于檢測助卷輥液壓缸的位置及實現無級位置控制；壓力傳感器C1H8. 3SP1、C1H8. 3SP2用于助卷輥液壓缸活塞側和活塞桿側的壓力檢測及計算機控制；溢流閥16.1用于吸收助卷輥液壓缸的沖擊；單向閥15.1用于補充沖擊時助卷輥液壓缸活塞桿側的油液。

(3)助卷輥振顫原因分析

①機械傳動系統  要求各連接環節盡量消除間隙，盡可能減少鉸接點，所以必須采用液壓缸來直接驅動助卷輥的輥架，并且液壓缸銷軸應用錐形套消除間隙。現場檢查發現，機械間隙不大，配合良好，手動閉合助卷輥，沒有出現振顫現象，從而排除了機械間隙大的原因。

②液壓伺服系統  從液壓伺服系統分析來看，造成該現象的原因有單向閥開啟滯后、伺服閥響應特性差及伺服缸響應慢。更換伺服閥，并手動按住控制液控單向閥開啟的電磁閥14.1，自動閉合助卷輥，助卷輥液壓缸仍然振顫，從而排除了伺服閥和液控單向閥的故障。伺服缸響應問題只能從程序上加以調整。

③自動控制系統  自動化監控的信息表明，液壓缸動作響應比控制使能信號滯后較多，跟不上節奏。從1號助卷輥的程序和各項參數與2號卷取機完全相同，可排除程序和檢測元件的故悼，進而認定是伺服缸響應特性與所設定參數不匹配造成的。調整程序斜坡斜率，增大為原來的3倍，故障消除。