万能轧机预应力拉杆液压控制优化研究.pdf

液 压 气 动 与 密 封／ 2 0 1 4年 第 0 2期 万能轧机预应力拉杆液压控制优化研究 吴远 洪 攀钢集团钢钒有 限公 司 轨梁厂 ， 四川 攀枝花6 1 7 0 6 2 摘要 该文针对预应力拉杆 在攀 钢轨梁厂万能轧机上使用 阶段常 出的故 障现象 进行了原 因分析查找 ， 提 出优化措施 ， 解 决了常 出故 障的问题 ， 取得了很好的效 果和经济效益 。 关键词 预应力拉杆 ； 液压 ； 控制 ； 优化措施 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 2 4 0 3 Op t i mi z a t i o n Re s e a r c h o f Pr e s t r e s s e d Ro d Hy d r a u l i c Co nt r o l f o r Un i v e r s a l M m U Y u a n h o n g P a n g a n g G r o u p S t e e l V a n a d i u m C o ． ，L t d ． ， R a i l B e a m F a c t o r y ， P a n z h i h u a 6 1 7 0 6 2 ， C h i n a Ab s t r a c t T h i s p a p e r p r e s t r e s s e d r o d i n c l i mb i n g r a i l b e a m f a c t o r y u n i v e r s a l mi l l u s e s t a g e f r e q u e n t l y i n t h e f a u l t p h e n o me n a a r e t h e r e a s o n a n a l y s i s ， a n d p u t s f o r wa r d the s e a r c h o p t i mi z a t i o n me a s u r e s ， s o l v e t h e p rob l e ms o f t e n o u t o f o rde r ， a n d a c h i e v e d g o o d e ff e c t a n d e c on o mi c be n e f i t ． Ke y wo r d s p r e s t r e s s e d rod； h y d r a u l i c ； c o n t r o l ；o p t i mi z a t i o n me a s u r e s O 引言 攀钢轨梁厂万能轧制生产线是从德国 S MS公司全 收稿 日期 2 0 1 3 0 7 一 O 1 作者简介 吴远洪 1 9 7 2 - ， 男 ， 四川 自贡人 ， 工程师 ， 大专 ， 主要从事机械液 压设备工程师技术管理工作 。 套 技术工艺 引进并 于 2 0 0 4年建成投产 的全 自动化轧 制生产线 。但在实际运行中锁定万能轧机 、 轧边机的两 部份牌坊的预应力拉杆常出现 自身隙槽与锁 紧板错位 的故障 ．导致锁定预应力拉杆 的锁紧板插不进去甚至 顶弯预应力拉杆无法使用 ． 影响生产时间长 ． 给企业造 成很大经济损失 。据此本文主要针对故障现象进行了 求即可 ； 对于最终用户在冷却水 不允许泄漏 的要求 ， 普 通的水封装置不能满足要求 ．需要在大气侧再增加一 套密封。更改后的设计方案如下 见 图 3 。 图 3改 进 密 封 设 计 方 粟 改进后 的密封在进行现场应用之后 。 性能非常好 ． 完全满足了用户的使用要求 ．保证了设备安全稳定的 运行 2 结论 由此泵位 的密封失效分析过程可得 出如下结论 ①设备原始信息提供的准确性十分重要 。极小的偏离 24 -‘ 也 可能造成严重的后果 所输送介 质的组分 ， 特性 。 温 度 ， 压力等参数必须详尽 、 准确地进行说明 ， 这样才能 保证相关 的设备制造商根据此信息进行正确 的设计 ②设备制造商需要详细了解最终用户的实际使用要 求 并在技术文件中明确说明 很多设备在具体使用过 程中都有特殊 的要求 ．这是通用的技术要求中所不能 涵盖的， 必须详细地进行 了解和沟通 ． 避免 出现双方在 理解上 的误差 ③密封设计涉及的问题非常多 ， 通用的 设计要求不能涵盖每个方面 ．所 以需要提供信息必须 全面 、 准确 。 这样才能设计 出符合要求 的产 品。 满足最 终用户 的使用 ． 达到双方都满意的 目的． 避免因为一些 微小 的遗漏影响设备的正常运转 ． 造成严重的后果。 参考 文献 [ 1 】 顾永泉． 机 械密封实用技术[ M 】 ． 北京 机械工业 出版社， 2 0 0 1 ． [ 2 】 陈德才， 崔德容． 机械密封设计制造与使用[ M 】 ． 北京 机械工业 出版 社 ． 1 9 9 3 ． Hv d r a u l i c s P n e u ma t i c s＆ S e Ms ／ No ． 0 2 ． 2 01 4 原 因分析 ． 提 出了优化措施 ， 解决 了实 际问题 ， 产生 了 巨大效果 。 1 预应 力拉杆 的功能 万能轧机的机架牌坊 由传动侧和操作侧牌坊两部 分组成 ． 其 目的是为 了实现快速换辊 。在换辊模式下 ， 轧机传动侧机架牌坊 固定不动 ．操作侧机架牌坊连 同 轧辊辊系在换辊油缸的牵引力作用下被移 出轧制 中心 线 ． 旧辊系与新辊系交换完后 ， 新辊系连 同操作侧机架 牌坊 又在换 辊油缸 的牵 引力作用 下被送入 轧制 中心 线。当换辊完毕后 ． 传动侧和操作侧牌坊牵引到一块及 通过四件预应力拉杆 有时称连杆 在油缸液压力 的作 用下被锁定 预应力拉杆及液压油缸安装 固定在传动 侧的牌坊上 ．拉杆穿过操作侧牌坊的导 向孔后被插销 油缸 的斜锁板进入拉杆隙槽锁定的 由此可以看出预 应力拉杆在万能轧机上的功能是牢牢锁定轧机传动侧 和操作侧牌坊 ， 使其成为一体 。 2 预应力拉杆 的故障现象及原因分析 2 ． 1 预应力拉杆产生的故障现象 万能线轧机为 了适应各 品种的轧制和保证产品的 轧制质量 ． 不定时要对辊系进行更换 。在换辊模式下 ， 因轧机传动侧和操作侧牌坊牵引到一块即通过 四件预 应力拉杆 有时称连杆 在油缸液压应力的作用下被牢 牢锁定在一起 的．只有释放 四件液压预应力拉杆的液 压牵引力 ． 才能满足换辊条件 。在实际的换辊模式下 ， 旧辊系被拉出与新辊系交换完把新辊系送人轧制中心 线后 ．常常出现插销油缸 的斜锁板进入不 了预应力拉 杆 隙槽 ． 顶在预应力拉杆隙槽 的边缘上 ， 严重时把预应 力拉杆顶弯变形无法使用 。在这种情况下 ， 现场作业人 员只能对预应力拉杆进行多次重新加压再释放才能完 成插销油缸的斜锁板进入预应力拉杆隙槽。 2 ． 2 预应力拉杆产生故障记录情况 预应力拉杆在攀钢轨梁厂万能轧机上使用 阶段 ． 自2 0 0 4年投入使用至 2 0 0 9年产生的故障情况记 录如 表 1 所示。 2 ． 3 预应力拉杆产生故障的原因分析查找 1 预应力拉杆的装配安装以及作用原理 由图 1可看出 ．预应力拉杆 7与预应力油缸 4是 通过丝扣连接在一起 的．预应力油缸 4又是通过 固定 螺栓 3固定在传动侧牌坊 2上。在换辊模式下 ， 预应力 拉杆的动作状 态是拉杆 7穿过传动侧机架牌坊 2和操 作侧机架牌坊 1的导 向孔 以及六方限位套 5 ． 在预应力 油缸 4和插销缸 9的前进或后退动作下 ．使操作侧机 架 牌坊 1和传动侧机架牌坊 2实现分开和关 闭锁紧 ． 完成快速换辊。 表 1 故 障情况记录 兀 _ 。。。。●。。 ’ 插销油缸 3 一固定预 一 斜锁板 l 卜 - - ． 1 ] 一 应力 、 I _ T J 拉杆隙槽 5 一六方 } ＼ 4 一预应 菠 力拉杆／ 限位套 1 0 -导同孔 图 1 万能轧机液压预应力拉杆 装配示意图 2 预应力拉杆产生故障的原 因分析查找 预应力拉杆的释放或锁紧动作 ． 是由预应力油缸 4 和插销缸 9执行完成 的． 所 以． 分析查找原因应从预应 力油缸 4和插销缸 9的液压控制原理着手 ．其液压控 制原理如图 2 所示 。 5 一六万限位套 操作侧机架牌坊 f 9 一插销油缸 8 一斜锁板 2 传动侧机架牌坊 3 一固定预应力油缸螺栓 ／4 一 预应力油缸 _预应力 _ J 1 0 一导向孔 1 6 -单 向节流阀 1 5 一内控内 泄液压锁 1 4 一控制阀 3 z 1 3 I I ／ 一 控制阀 pl l T PI I T 图 2万 能轧机液压预应力拉杆装配及控制示意图 2 5 液 压 气 动 与 ／ 2 0 1 4年 第 O 2期 原设计 预应力油缸4和插销缸 9的控制原理如控 制表 2所示 表 2控 制 原 理 从原设计的液压控制原理可以看出 预应力拉杆 7释放完后 ． 1 3 一 控制阀 1的 a b电磁线 圈均失 电 ． 1 2 一 控制 阀 2电磁线圈得 电． a , b电磁线圈失 电后的 1 3 一 控 制 阀 1的阀芯处于中位 ． Y型 中位机能的 1 3 一 控制 阀 1 使得预应力油缸 4的后腔处于无油压状态 ．这样无压 状 态 的预应 力 油 缸 4只 需 在很 小 的外 力 作用 下 ．就会 轻松退回 这就说明预应力油缸 4退回 ． 是导致 出预应 力拉杆 7上 的隙槽 6与斜锁板 8在位置上发生偏差的 根本原 因 从预应力拉杆 7的结构装配和预应力油缸 4的液压 控制原理可以看出 ．预应力油缸 4所受外力 应该是来 自于预应力拉杆 7与操作侧机架牌坊 1上的 导向孔 1 O相摩擦产生的力所致 ． 经现场多次实际观察 结合前面 的理论分析 ．得 出产生故障的真正原因就在 于 此 。 3 预应力拉杆 液压控制原理优化措施 从以上 的故障原 因分析和结合示意图 2的预应力 油缸 4的液压控制方式 ． 分析认为解决预应力拉杆在 回装辊系时不被操作侧牌坊 1的导 向孔 1 0顶 回传动 侧 ． 造成插销斜锁板 8不能顺利进入预应力拉杆 隙槽 6内的问题 根据现场多次观察分析 ， 其液压控制优化 措施应该从预应力油缸 4的液压控制方式着手 ． 就是 在换辊系时 ． 当预应力油缸 4被释放后 。 预应力油缸 4 的后 腔进行保压 ， 前腔无压回油 ， 这样在 回装辊系时 ， 操作侧牌坊 1的导 向孔 1 0与预应力拉杆 7间的摩擦 力就不会把预应力拉杆 7顶 回传动侧 ． 完全能保证原 释放完后的预应力拉杆 7不会跑位 ． 从而保证了插销 斜锁板 8顺利进人预应力拉杆隙槽 6内 具体的预应 力油缸 4的液压控制方式优化如表 3所示 表 3优化表 4 预应力拉杆液压控制原 理优化后产生 的效果 自2 0 0 9年 6月优化预应 力拉杆 液压控制原 理 以 来 ．在 现场换辊情况下经仔细观察和各种记录查 阅 ． 从未发生优化前 的故 障现象 预应力拉杆 7均能完全 释放到位 ． 预应力油缸 4均能很好地保证预应力拉杆 7释放后 的位置不变 ．插销斜锁板 8完全 能顺利进入 预应力拉杆隙槽 6内． 从未发生插销斜锁板 8顶预应 力拉杆 7或插不进 预应力拉杆隙槽 6内 大大节约 了 备件费用和生产故 障时间 ． 为生产 的顺行创造很好 的 条件。 5 结论 本文笔者根据现 场万 能轧机 的实际换辊情况 ． 再 结合预应力拉杆出现 的真实故障现象 ．经现场反复蹲 点观察 以及结合预应力油缸的液压控制方式分析 ． 在 研究阅读原设计生产厂家功能描述的基础上 ．大胆创 新性优化预应力油缸 4的原液压控制方式 ．很好地解 决 了预应力拉杆高频率发生故 障问题 ．本文对原 因的 查找 、故障的排查 以及优化措施等进行 了详细论述和 总结 。但因笔者水平有限 ， 文 中难免会 出现没讲透、 讲 全以及出错的地方 ． 敬请读者多加指正。 参考 文 献 [ 1 ] 成大先． 液压控制【 M 】 ． 北京 化学工业出版社 ， 2 0 0 4 ． 【 2 】 路 甬祥 ． 液 压 气 动 技 术 手 册 【 M】 ． 北 京 机 械 工 业 出版 社 ， 2 0o 3． [ 3 ] 郑 国伟． 液压与 气动设 备维修 问答[ M】 ． 北京 机械 工业 出版 社 ． 2 0 0 3 ． 『 4 】 张利平 ． 液压 控 制系 统及 设计 【 M】 ． 北京 化学 工业 出版社 ， 2 006．