浅谈伺服阀在轧机液压系统的使用与维护.pdf

液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 4年 第 O 2期 浅谈伺服阀在轧机液压系统的使用与维护 ’ 庞福君 大连华锐重工集团股份有限公司 液压装备厂． 辽宁 大连 1 1 6 0 3 5 摘要 介绍 了轧机液压控制系统及其特点 ， 根据 系统 性能参数确定 了液压压下缸 的参数 ， 并介绍 了伺服 阀的使用与维护 。 关键词 轧机 ； A G C系统 ； 伺服 阀 中图分类号 T H1 3 7 文献标识码 A 文章编 号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 2 0 0 7 4 0 3 Us e a n d M a i n t e na nc e o f S e r v o Va l v e i n ko l l i n g M i l l Hy d r a u l i c S y s t e m P A N G F u - j u n S i n o v e l D a l i a n He a v y I n d u s t r y G r o u p C o ． ， L t d ． ， D a l i a n 1 1 6 0 3 5 ， C h i n a Ab s t r a c t De s c r i b e s t h e rol l i n g mi l l h y d r a u l i c c o n t r o l s y s t e m a n d i t s c h a r a c t e ris t i c s ， d e p e n d i n g o n t h e s y s t e m p e r f o r ma n c e p 眦me t e r s o f h y d r a u l i c s c r e w d o w n c y l i n d e r p a r a me t e r s ， a n d d e s c r i b e s t h e u s e a n d ma i n t e n a n c e o f t h e s e r v o v a l v e ． Ke y wo r d s r o l l i n g mi l l ； AGC s y s t e m ； s e r v o v a l v e 0 引言 A G C伺服液压系统是轧机用来提供轧制力最关键 的生产设备 ． 是精轧轧辊压下动力 的主要控制来源 ． 其 运行状态的好坏将直接影响到轧辊的工作状态 ．进而 影响到轧制产品的质量 由液压压下系统实现轧机刚 度 的动态调节 ．这样可 以做到在轧制过程 中的实际辊 缝值固定不变 ． 即“ 恒辊缝控制 ” ． 从而保证 了实际轧制 厚度不变 ． 并且可以根据实际生产情况的变化 ． 相应地 控制轧机 刚度来获得所要求 的轧 出板材厚度 伺服阀 在其中起到 了十分重要的作用 ．伺服阀的合理使用与 正确维护也是十分必要 的。 1 AG C伺 服液压系统 的特点 液压压下 A G C压下缸放在上支承辊轴 承座与压 下螺丝之间时 ， 压下缸倒置 ， 即活塞杆不动 ， 缸体运动 。 由于压下力很大 ． 且精度和稳定性要求很高 ． 因此 AG C 系统一般采用三通 阀不对称缸控制模式 ．即将标准 四 通伺服阀当三通阀． 压下缸活塞腔受控 ． 活塞杆腔通恒 定低压 。低压 p ． 左右 ， 其作用是轧制时防止活 塞杆腔吸空并吸 r 人 0 灰 5 M 尘 P a 考虑到压下力很大 ．这里不可能按常规即最大功 率传输条件取 P 2 ／ 3 P a ； 但 P 也不应过大 ， 应保证伺 收稿 日期 2 0 1 3 0 6 0 4 作者简介 庞福君 1 9 8 1 一 ， 男 ， 辽宁海城人 ， 工程师， 本科 ， 主要从事专业液 压系统设计工作。 74 服阀阀口上有足够压降． 以确保伺 服阀的控制能力 ， 这 里取 p 。 2 3 MP a 。压下 控制 状态 下 ， 背压 p 3 ． 5 MP a 。 2 压下缸参数 的确定 与计算 2 ． 1 活 塞直 径 D 活塞 杆直径 d 压 F力 pl - A P 式 中A 活塞腔工作面积 ， m z ； A 活塞杆 腔 面积 。 m z 。 令面积 比a A ／ A 得 A F ／ p 1 - p ／ a 由 F 4 2 0 0 0 k N， P 1 2 3 M P a ， P 3 ． 5 MP a ，并取 a 4 ， 得 A 1 ． 9 0 9 m 。D I ． 4 3 m取 D 1 4 5 0 mm， d 1 2 5 0 m m则 A 1 ． 6 5 mZ , A 0 ． 4 2 m2 a A ／ A 3 ． 9 3， P1 2 2 ．4 2 MP a 2 ． 2行 程 s 压下缸行程可根据来料最大厚度 、 压下率 、 成品最 小厚度及故障状态的过钢要求等加 以确定 ， 取 s 8 0 mm。 3 伺服阀的使用与维护 3 ． 1 伺服阀的原理 射流管伺服阀 见 图 1 主要有力矩马达、 射流管和 接收器组成。当线圈中有电流通过时 ， 产生的电磁力使 射流喷嘴偏离零位 ．管 内的大部分液流集 中射向一侧 的接收器 ． 而另一侧的接 收器所得到 的流量减少 ． 由此 造成两接收器 内的压力变化 ．主阀阀芯因此压差而产 生 位移 。阀的输出流量与输入的指令 电信号和阀的压 Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e a l s ／ No ． 0 2 ． 2 0 1 4 降有关 ， 阀的压降为指定值时 ， 负载流量 与阀锐边节流 口的压降的平方根成正比。 l A上 J B 图 1 射流管伺服 阀结构示意图 r 一 Q Q 、 ／ V N 式 中 p 计算 出的负 载流 量 ， L ／ mi n ； p 厂伺服阀的实际流量 ， Umi n ； p 伺服阀的实际压降， MP a ； p 伺服阀的额定压降， MP a 。 若要求阀在大压降下输 出较大的负载流量 ．则需 使用较大的先导控制压力以克服液动力 ，可通过 p 来 选择合适 的先导控制压力 一2 n P ≥ 1 ． 7 x 1 0 , cA p A K 式 中p 阀的最大负载流量 ， L ／ m i n ； p 阀在最大流量时的压降 ， MP a ； 广功率级滑阀的驱动面积 ， o nz ； p 先导级 的控制压力 ， MP a 。 射流管主要 由射流管和接收器组成 射流管喷出 液压油的动能由接收器接收后又转换为压力能 ．作用 在液压缸活塞上 。 射流管可以绕轴摆动 。 射流管处在 中 间位置时 。两个接收 E l 接收的能量相等 ．活塞保持不 动 当射流管偏离 中间位置时 ， 一个接收口接收的能量 大 ， 压力恢复高 ， 另一个则相反 ． 这时液压缸的活塞就 产生相应的运动 3 ． 2 伺 服 阀 的工作 状 态 在轧机不同的工作状态 。伺服阀的工作状态各不 相 同 1 轧机工作在换道次时 由薄到厚 大量压下 ， 伺 服阀全部打开。阀电流表指示在 1 5 m A． 当辊缝达到设 定值时阀关闭 2 当轧机工作在轧制状态下时 ， 伺服阀基本上工 作在充放油状态 ．但幅度很小 ．基本上在零位附近摆 动。其状态与来料公差、 测绘仪系统、 压力系统、 位置检 测系统有关系。如果 以上均正常 ． 但伺服阀总是向一个 方 向偏差大 ， 可能是油路有堵塞或卡死现象。 3 当轧机工作在开辊缝状态时 ， 伺服阀最大位置 放油 ， 电流为一 1 5 m A。 油缸靠背压快速上抬 当达到设 定位置时 ． 伺服阀关闭 4 当轧机卸荷时 ， 伺 服阀最大位置放油 ， 同时卸 荷 阀打开 ． 油缸靠背压快速放油 3 ． 3伺 服 阀的使 用 伺服 阀的可靠性和使用寿命 与工作液的污染度密 切相关 ．使用者对伺服系统 的工作液污染度应予以特 别 重视 ， 伺 服 阀的 系统必 须做 到 1 新安装 的伺服系统必须彻底清洗并达一定 的 污染度等级 2 伺服 阀进油 口前 ， 必须 配置过 滤精度不 低于 1 0 1 m的过滤器 ， 并且是全流通的非旁路过滤器 3 由于伺服阀马达线 圈匝数较多 ， 具有很大的感 抗 ， 所以伺服 阀放大器必须有深度负反馈的放大器 为 了确保伺服阀正常使用 ， 放大器要有限流功能 ． 确保放 大器输 出电流不至于烧坏线圈并能承受 2倍额定 电流 的负荷 此外伺服阀放大器输出端不要有过大的旁路 电容或泄漏 电容 ．避免与伺服阀线圈感抗一起产生不 希望 的谐振。伺服阀线 圈与放大器采用可靠性高 的且 电感值最小 的并联联接 不要让铁磁物质长期与马达 壳体接触 ， 防止马达跑磁。 4 伺服阀的安装座不允许用磁性材料 ． 周 围不允 许有 明显 的磁场干扰 双喷档伺服阀必须先通油后 给 信号。在系统无泄漏的情况下应减少无谓的加油次数 ． 避免再次污染油液 如果油箱中注入 1 0 ％以上 的新油 液 ． 应换上 冲洗板 。 清洗 2 4 h以上。 3 ． 4 伺服阀的故障分析与排除 伺 服阀的故障有可能是系统 的原因包括放大器 、 反馈 机构 、 执行机 构等 ， 也有 可能是伺 服阀本身 的问 题 搞清楚是 系统 问题还 是伺服 阀的 问题 的一个简 便 方法就是将 系统开环 ．直接使用 独立 的直 流 电源 经 万用表给伺 服阀供正负不 同量值 电源 ．从 阀的输 出来 看伺服 阀是 否有毛病 伺服 阀常见 的故 障有如 下 几 种 1 阀不工作 。 原因 马达线 圈断线或脱焊 进油 E l 和 出油 口接反 前置级堵塞使阀芯刚好卡在 中间死 区 的位置 马达线圈接反 了， 两线圈形成 的磁作用力正好 抵 消 。 2 阀有一定输 出但已失控。原 因 前置级喷嘴堵 塞 阀芯被脏物卡着及 阀体变形引起阀芯卡死等 内部 保护过滤器被脏物堵塞要及时更换滤芯 3 阀反应迟钝响应变慢。原 因 有系统供油压力 降低 保护过滤器局部堵塞 ； 某些 阀调零机构松动及马 达零部件松动 或者执行元件 内漏过大 。 75 液 压 气 -z -A与 密 封 ／ 2 01 4年 第 O 2期 “ 硬车’ ’ 技术泛谈 郑维宁 Ta l k i ng a bo u t Ha r d Tu r n i ng Te c h no l o g y Z HENG W e i - n i n g 哈挺机床 上海 有限公 司， 上海2 0 1 3 1 9 摘要 该 文介 绍了该公 司在硬车应用技术方面的研究 ， 结合生产实际 ， 探讨 了硬车在生产过程 中的经济效益优势 和前景展望 。 关键词 机 床 ； 磨削 ； 车削 中图分类号 T G 5 文献标 识码 B 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 4 0 2 0 0 7 6 0 4 0 引言 世界各地 的制造商为保持竞争力正面 临挑 战 ． 零 部件的精度水平不断提高 ， 竞争朝着更高质量 、 更低价 格和更小批次方向发展。客户需要降低成本 ，提高质 量 ． 缩短交货期 ， 要 寻求新的技术解决方案 ， 并希望能 够做 到粗加工和精加工在同一 台机床上加工完成 ． 其 中一个可行 的改善方案是采用硬车削技术 相对于传统磨削方案 ． 硬车方案不需要繁杂的辅助 设备 ， 较短的零件更换调整时间。 较低 的设备采购价格 ， 使产品有更短的交货期 本文介绍硬车工艺 的特点以及 加工条件中的各种影响因素 。 并探讨硬车的经济性。 收稿 日期 2 0 1 3 0 9 1 3 作者简介 郑维宁 1 9 7 2 ～ ， 男 ， 上海人 ， 工程师 ， 主要从事车床应用 、 培训 及 技术支持工作。 1 何谓 “ 硬车” 技术 硬车过程通常被定义为车削硬度超 过 HR C 4 5以 上的零件 ． 典型零件硬度在 H R C 5 8 ～ 6 8范 围。硬车的应 用场合很多 ， 常见 的有 汽车 、 轴承 、 船舶 、 模具 、 液压 、 机床 、 航空航天等代表行业 ， 当然这些行业也在不断的 增加并且不断的细分 。硬车的材料也很 多 ， 轴承钢 、 齿 轮钢 、 表面硬化钢、 镍基合金 、 钨钴类合金最为常见 ， 现 在高频淬火、 渗碳钢等材料开始应用于硬车。 硬车技术可以在 同一台机床上完成产品的软车和 硬车 ． 可以节省场地和投资 ． 并且硬车的金属切除率是 磨削的 4 ～ 6倍 。 效率极具优势。硬车是单点切削 ， 在复 杂轮廓加工方面有着独到的优势 ．不需要类似磨床的 成型砂轮 ， 对 于外 圆、 端 面、 内孔组合 的加工换刀非常 方便 ． 减少了砂轮架 回转辅助时间。硬车可以达到非常 高 的精度 ． 表面粗糙度通常可 以做到 R a 0 ． 4以下 ， 切屑 4 系统出现频率较高 的振动及噪声。原因 油液 中混 人大量空气 ， 产生气穴 ； 系统增益调的过高 ； 来 自 放大器方面的电源噪声 伺服阀线圈与阀外壳及地线 绝缘不好 ， 是通非通 颤振信号过大或者系统频率关系 引起 的谐振现象 5 阀输 出忽 正忽负 ， 不能连续控制 ， 成 “ 开关 ” 控 制。原因 伺服阀内反馈机构失效 ； 系统反馈机构断开 ； 出现某种正反馈现象 4结 论 伺服 阀是 A G C伺服液压 系统关键的元件 ． 是精轧 轧辊压下动力的主要控制元件 ．其运行状态 的好坏将 直接影 响到轧辊 的工作状态 ．进而影响到轧制产品的 质量 ．因此伺服 阀在轧机液压系统 的正确使用与合理 7 6 维 护是 十分 必要 的 。 参考 文献 [ 1 ] 雷天觉． 新编液压工程 手册【 M】 ． 北京 北京理 工大学 出版社 ， 1 9 9 8 ． 【 2 】 刘宝桁- 车 L 钢机械设备【 M 】 ． 北京 冶金工业 出版社 ， 1 9 8 4 ． [ 3 】 刘军营． 液压伺服控制系统的设计【 M】 ． 北京 机械工业出版 社 ． 2 0 1 0 ． [ 4 ] 张利平． 液压阀原理使用与维护【 M 】 ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 0 5 ． 【 5 】 王 邦勤． 船舶 液压 系统故 障研究叨． 液压气 动与密 封 ， 2 0 1 3 ， 8 ． [ 6 ]6 周士 昌． 液压 系统设计 图集[ M】 ． 北京 机械 工业 出版社 ， 2 0 8 3 ． [ 7 ] 况群意． 夹送矫直机下矫直辊升降液压系统的故障诊断[ J ] ． 液 压气动与密封 ， 2 0 1 3 ， 8 ．