液压AGC系统工作制度的改进与参数设定.pdf

3 6 2 0 0 0 年]- 2 月 河南冶金 第6 期 第4 I 期 -__ 液压 AGC系统工作制度的改进与参数设定 ⋯⋯ ‰ 一 ⋯ 设定 ， 从而保证该 泉统成功投使用。 关键词液 压 AG C 系统工作制度改进 1 概述 安钢 2 8 0 0 mm四辊中厚板轧机选用国内自行设 计 制造、 轧制力 最大 5 0 0 0 t 、 液压缸直径最大 1 4 0 0 mm 的液压 AG C系统。辊缝控制采用 电一液 控制。电气采用 P L C技术， 电动压下 ， 预摆辊缝 ； 液 压 AG C系统采用 S TD总线工业控制计算机为核心 电控系统 ， 进行板材纵向厚度自动控制， 实现辊缝 自 动、 快速、 微调 、 补偿， 确保轧机高质量、 高精度轧制 ， 有效控制中厚板产品纵向同板差和异板差 液压 A GC系统是当今 中厚板轧机装机水平的标志， 其能 否调试成功 ， 投入使用 ， 直接影响到安钢中厚板产品 的市场形象和市场定位 ， 因此 ， 必须保证液压 A GC 系统成功投入使用。 2 调试前状况 安钢 2 8 0 0 mm 的中厚板轧机液压 AG C系统调 试之前 ， 国内冶金系统使其正常使用 的厂家为数不 多。调试资料紧缺、 可借鉴经验不足 ， 这给调试工作 带来很多困难 。 为了使液压 AGC系统成功的在生产 中投用， 结合调 试过程中遇到的实际情况 ， 必须对其 参数重新计算和设定。 据原设计提供的工作制度 ， 三 台主工作泵开启， 工 作 压力 P一2 5 MP a ， 循 环冷 却 系统 开 启， 液 压 A GC系统无 负荷 试运 转， 结果 系统介质 温度高达 7 5 ℃以上 ， 超过正常温度 2 O ～3 0 ℃， 各种 阅组处于 超常不 稳定工作状 态， 调节精度 下降 5 5 ～ 6 5 左 右， 致使液压元件密封加速老化 ， 从而导致系统频繁 更换密封件 ， 液压系统被严重污染， 无法满足原设计 要求 N AS 6级以上的清洁度等级 ， 因此 ， 液压 A GC 系统原工作制度必须进行改进 。 3 方案设计 3 ． 1 自载 分析 收稿日期 2 ∞0 3 2 O 昔、 奄 晾 丕 靴 ／ 轧机 的轧制压力是一个随机变量， 受压下量、 轧 辊直径 以及坯料厚度等多种因素影响， 变化条件 比 较复杂， 为使液压 AGC系统工作性能稳定可靠 ， 液 压缸所受轧制压力在任一轧制过程 中均按最大轧制 压力计算 ， 确保液压缸在任何工作状况下安全系数， 即用最大轧制压力 F ～ 确定负载轨迹 一 。绘制负载 轨迹 图如 图 1 圈 1 液压缸负载轨迹图 3 ． 2 确 定 油压压 力 P． 依据设计单位提供液压缸技术资料和尺寸 ， 画 H { 结构筒 罔 阿 2 和受力图 图 3 一 圈 2 液压缸尺寸 简图 图 3 液压活塞受力分析简圈 由于液压压下系统负载轨迹 比较简单． 依据静 力平衡原理 FF ， 求得动力源最佳匹配参数， 即 F， 一F - - F I 式中 F 液压缸工作腔抬升力； F 液压缸背压腔 向下压力； F 压下螺丝向下轧制压力。 维普资讯 河南冶金 3 7 将液压缸尺寸数据代人 1 式得 P [ D--d ／ z ] F 脚 一P d ／ 2 式中 P 为进液 压缸 前液压 压力 ； P 为 液压 缸背 压腔液压 压力 。 在上式 中背压腔 压力 P 由于密封 间隙过大而 无法保压 ， 因此在实际调试中大胆试用零背压， 即 P 0 。上式简化为 F ⋯ P 1 D／ 2 x ， 则 P t 4F岫 ／ D 2 F ⋯是指轧机最大轧制力， 实际轧制时是由两个 相 同规格的液压缸 同时分担 ， 因此 2 式中F 一应取 其最大值的一半 。即 F 4 l ／ 2 F ⋯ 1 ／ 2 X 5 0 0 0 X1 0 0 0 X 9 ． 8 2 ． 4 5 Xl 旷N 式中 F ～为单个液压缸承受的最大轧制力 将 F 代入 2 式得 ． 1 l ] 0 ． 9 4 M P a 该压力 P ；1 5 ． 9 4 MP a为进液压缸前压力。 3 ． 3 液压 AG C系统压力损失△P AP 是 由管路压力 损失△P 和 阀组压 力损失 △P a 组成 即 △ P △ P2 AP 一 △ P 3 式中 △P 为系统压力损失； △P 为管路压力损失 ； AP 。 为阀组压力损失 ； AP 为冲洗板压力损失。 3 ． 3 1系统管路压力损失AP 系统管路压力损失AP 取调试数据平均值即 △P l 5 0 MP a 含冲洗板 3 ． 3 2 单个冲洗 板压 力捐 失AP 取调试数据平均值 ， 即AP 0 ． 5 MP a ， 由于冲 洗过程中同时使用两个相同型号冲洗板替代 电液伺 服阀和液控单向阀， 所 冲洗板压力损失AP 应是 测试数据的两倍 即 △ P ． 一Z A Pj 2 0 ． 5 1 MPa 式中 AP ～ 单个冲洗板压力损失 。 3 ． 3 ． 3 阔蛆 压 力损 失AP 查资料[ 1 ] 得各液压阀压力损失 见表 1 表 1 液压阀压力损失 依据闽组原理图得知 A P 一A P A P 一 △ P a 4 j 式中 AP 一电液伺服阀压力损失 ； △P 一 一 电磁换向阔压力损失 ； AP 一液控单向阔压力损失。 将表 1数据代入 4 式 ， 得 AP 一3 ． j 2 l 一 6 ． 5 M Pa 将 △P 2 1 ． 5 MP a ． z i P 一6 ． 5 MP a代入 3 式 得 AP ；7 MP a 3 ． 4 确定 主 工作泵 出口输 出压 力 P a 由系统原理图得知 P 一 P 1 △ P 5 式中 P 为主工作泵出口输出压力 将 P l 一1 5 ． 9 4 MP a ， AP 一7 MP a代八 j 式 ， 得 P ； 1 5 ．9 4 7 22 ． 9 4 M Pa P 取整数值 ， 即 P 一2 3 MP a 。 3 ． 5 液 压 缸 在 充油状 态 下单 位 时 间 内需要 的最大 进 油量 3 ． 5 ． 1 原设计液压缸在充油状态下单位 时间内需 要的最 大进 油量 由原设计图纸知 ， 单个液压缸 Q． ；8 8 ． 3 I ／ mi n 。 实际工作情况是 由两个相同规格液压缸同时完成轧 制动作， 因此 ， 整个单位时间内系统最大额定进油量 Q2 2 Q1 ， 即 Q2 2 8 8 ． 3 1 7 6 ． 6 L ／ rai n 3 ． 5 ． 2液压 缸 在 充油状 态下 单位 时 间 内需 要 实际 提 供的 最大进 油量 液压系统 瞬时提供油量 Q 由主工作泵额定流 量 Q 和皮囊蓄能器组供油量 Q 两部分组成 即 Q ；Q Q 6 式中 Q、 单个液压缸额定进油量； Q 单位时间内系统最大额定进油量； Qa 系统瞬时提供油量 ； Q 主工作泵额定流量； Qs 皮囊蓄能器组供油量。 由原 设 计 图纸 知 ， 主 工 作 泵额 定流 量 Q 1 6 8 L／ rai n。 单位时间内皮囊蓄能器组最大供油量 Q。 。 由原设计 图纸知 ． 单个蓄能器单位时间内最大 供油量 Vw可由下列公式计算 Vw P 。 V 1 ．／ Pa l ／ P b 7 式 中 vw 单个蓄能器工作容积； _ 蓄能器充气压力； V 。 单个蓄能器最大容积； 维普资讯 3 8 河南冶金 P 一蓄能器进油压力下限 ； P 一蓄能器进油压力上限 在调 试 过 程 中 ， 蓄 能 器 实 际 充 氮 压 力 P 一 2 2 MP a ， P 一2 1 ． 5 MP a ． P b 一2 2 ． 5 MP a ． 蓄 能器最大 容积 Vo 一4 0 L代入 7 J 式得 V w 一1 ． 8 2 I 。 在整个系统共有 l 0个相同规格蓄能器同时参 与系统工作 ． 因此 ， 蓄能器组总工作容积V 一1 0 V 则 V 一 1 0 1 ． 8 2 1 8 ．2 I V 即为蓄能器组单位 时间内实际提供的最大 供油量 Q ． 即 V 一Q ， 因此得出系统单位时间内最 大供 油量 Q 。即 Q Q Q。 一1 6 8 ． r 1． 8 ． 2 1 8 6 ． 2 I ／ rai n 综合上述 主工作泵出 口压力 P 2 3 MP a P 一2 5 MP a ； 单位时间最大供油量 Q； 一1 8 6 ． 2 L ／ mi n Q 一1 7 6 ． 6 I ／ rai n 。 结果表明． 改进后液压 A GC系统 的工作制度和工作压力能够满足实际生产要求。 4 调试前与投用后数据对比 4 ． 1 I作制度 对比 表 2 工作制度对比 分析表 2 ， 由于改进了主工作泵工 阼制度 ， 使系 统温 度恢 复到 正常 范 围． 节 约 了能 源 消耗 减少 6 o 以上泵站设备维护工作量 为液压 AG C系统长 期 平稳运行 ， 提供保障。 4 ． 2 I 作 压 力 对 比 表 3 工作压力对比 分析表 3 由于降低系统工作压力． 减小介质对 各种阔组的磨损 ． 延长阀组的使用寿命 降低备件 消 耗 ， 增加了密封件 的使用寿命 ， 同时提高液压 AG C 系统工作的稳定性 ， 减少因高压状态引起 的设备故 障 提高了设备作业率 4 ． 3 背压腔 I作压 力对比 表 4 背 压腔工作压力对比 分析表 4 ， 大胆试用背压腔为零 的液压 AG C系 统是全国同类冶金行业中的首例 ， 使 用效果和 系统 稳定性均在设计控制范围之内 4 ． 4同板 差对比 表 5 同板差 对比 分析表 5 ， 经过检验和抽查结果表明， 使用液 压 A GC系统与不使用相比． 中厚板产品同板差减少约 5 0 4 ． 5经 济 效 益 对 比 液压 AG c系统投入运行以后． 由于板材成品同 板差精度大幅度提高 ， 成材率也相应得到 了提高 ， 由 此可带来显著的经济效益 保守估计为 1 减少成 品同板差 ， 提高负公差轧制 ． 降低非 计划产品． 以提高成材率 0 ． 3 计 按生产 5 2 0 0 0 0 t 年 ． 平均售价 2 0 0 0元／ t ． 可年创利润为 5 2 0 0 0 0 0 ． 3 x 2 0 0 0 3 1 2 0 0 0 0元 ／ a 2 船板成板率可提 高 5 ． 船板 改普板差 价 2 3 0元／ t ． 按年生产船板 3 0 0 0 0 t 计 ， 可年刨利润为 3 0 0 0 0 5 2 3 0 3 4 5 0 0 0 元 ／ a 则 年增效益总计为 3 1 2 0 0 0 0 3 4 5 0 0 0 3 ,1 6 5 0 0 0 元 5 结论 安钢 2 8 0 O mm 中厚板 轧机 液 压 AG C 系统 自 1 9 9 9年元月投用以来 ， 通过对液压系统工作制度的 改进与参数的重新设定． 整个 系统运行平稳、 可椎． 投 用率高达 9 9 经过检验和抽查结果表 明， 厚度 为 0 r n m以下各种规格 产品同板差可以控制在0 ． 1 5 ram 以 内 ， 均 方 根差 在 0 ． 0 6 2 mr a以 下， 该 项 指 标 达到 目前国内中厚板产品先进水平 0 参考文献 [ 1 ] 曹鑫铭主编． 液 压伺服 系统． 北京 怕 金工 业出版 社 ， 上接 第 3 5页 出的运算式与渡『 立高度的数值没有关系 只和液位 高度与 卧罐高度的百分 比有关 这就使运算式适用 于不同体积不同高度的卧罐 在使用 x l 集散系统 的空分设备中具有很好的推广价值。 维普资讯