济钢热连轧厂步进梁液压系统故障分析.pdf

第 3 3卷第 1 期 2 0 1 年 2月 甘肃冶金 CANS U ME TALL URCY V0 1 ． 3 3 No ． 1 F eb ．， 201 1 文章编号 1 6 7 2 - 4 4 6 1 2 0 1 1 0 1 -01 1 0 - 0 3 济钢热连 轧厂步进梁液压 系统故 障分析 郭警惕， 王振南， 赵海峰 ， 卢孝林 济南钢铁集团总公司 热连轧厂， 山东济南2 5 0 1 0 1 摘要 本文对济钢热连轧厂2 } } 步进梁的结构、 液压控制原理进行了介绍， 重点分析了投产以来 2 步进梁升降系 统发生的一些故障及分析处理的方案。并介绍了对 2 步进梁升降系统实施了改造， 改造后设备运行稳定。 关键词 步进梁； 液压缸； 故障； 改造 中图分类号 T H 1 3 7 文献标识码 B Fa u l t Di a g n o s i s f o r Hy d r a u l i c S y s t e m o n W a l k i n g Be a m GUO J i n g t i ， W ANG Z h e n n a n， Z HAO Ha i f e n g ， L U Xi a o l i n H o t Mi l l S t r i p i n J i n a n I r o n a n d S t e e l G r o u p ， J i n a n 2 5 0 1 0 1 ， C h i n a Ab s t r a c t T h e a r t i c l e ma i n l y d e s c ri b e s e q u i p me n t c o mp o s i t i o n ， me a s u r e me n t o f f a u l t ，a n d t h e c o n t r o l o f h y d r a u l i c ．T h e a p p H c a fi o n o f d e s i g n i mp r o v e m e n t i s s u c c e s s f u l o n 2 w a l k i n g b e a m i n j i g a n g h o t m i l l s t r i p ． Ke y W o r d swa l k i n g b e a m ； c y l i n d e r ； f a u l t ； i mp r o v e me n t 1 引言 济钢 1 7 0 0 A S P 中薄板坯连铸 连轧工程是 由 鞍钢技术总成 “ 交钥匙” 并与“ 北科大 ” 、 “ 一 重” 共同 自主集成开发的我国第一条拥有全部 自主知识 产权 ， 具有国际先进水平 的工程。产品规格为厚度 1 ． 51 2 ． 7 ra i n ， 宽度 9 0 0～1 5 5 0 mm， 设计年生产能 力 2 5 0万 t ， 主要钢种有低碳钢、 优质碳素结构钢、 低 合金钢 、 耐蚀钢、 管线钢等 。工程从 2 0 0 4年 1 2月开 工建设 ， 2 0 0 6年 1 月建成并实现热负荷试车一次成 功 ， 半年内实现达产 。目前 ， 已经生产了达到和超过 极限规格的 X 6 0 、 X 6 5 、 X 7 0 、 X 8 0管线钢产 品。钢卷 运输系统由 1 ．陕速链 、 1 一6 步进梁、 1 和 2 提升 机 、 2 和 3 运输链组成 ， 采用卧卷运输。 2 2 步进梁式运输机概述 2 ． 1 主要技术参数 1 卷外径 ①1 0 0 0 2 0 0 0 mm； 2 卷宽度 9 0 01 5 5 0 m l n ； 3 钢卷重量 Ma x ． 2 7 ． 8 t ／ 卷 ； 4 钢卷运输方式 卧卷 ； 5 上料卷位数 9 ； 6 运送总长度 2 1 6 0 0 m m； 7 液压系统工作压力 1 4 MP a ； 8 步进梁水平移动行程 2 4 0 0 mm； 9 升降行程 4 4 0 m m。 2 ． 2 结构特 点 2 步进梁式运输机 由动梁 、 定梁、 升降机构 、 横 移机构等组成。 动梁为液压平移 、 液压升降式 ， 升降液压缸设液 压锁紧， 接近开关检测升降、 平移行程。动梁、 定梁 架体为焊接件， 辊轮为锻钢。2 步进梁 由两组梁体 组成 ， 行走用一个液压缸 、 升降用两个液压缸分别控 制两组梁体。结构简图如图 1 所示。 1 ． 步进梁本体 ； 2 ． 车轮 ； 3 ． 轨道 ； 4 ． 同步拉杆 ； 5 ． 升降缸 图 1 2 步进梁机械结构简 图 2 ． 3 功能说明 旗 E m ailG L YJI． i26l,ello 第 1期 郭警惕， 等 济钢热连k - L ／ - “ 步进梁液压系统故障分析 该设备位于 l 群 步进梁式运输机和 1 群 提升机之 间。平移液压 缸先带动动梁 向前运动到 1 步进梁 式运输机端部 的固定鞍座下 ， 然后升降液压缸带动 动梁将固定鞍座上 的钢卷托起。接着横移液压缸带 动动梁和钢卷向后运动 2 4 0 0 m m， 升降液压缸带动 动梁和钢卷下降 ， 将钢卷落到鞍座上 ， 平移液压缸 向 前 1 2 0 0 m i l l 回到初始位置。 2 ． 4 液压控制原理 步进梁行走为双电液比例换向阀控制一个液压 缸动作 ， 升降采用多组插装 阀与 比例节流 阀控制两 个液压缸动作 。从投产 以来步进梁行走一直未发生 过故障 ， 但升降故障发 生频繁。2 群 步进梁升降液压 控制原理图如 图2所示。 图 2 2 步进梁升降液压控制原理图 2 梁上升时 1 号、 6号电磁阀及 1 O号 比例节流 阀带电， 下降时为2号、 3 号、 5 号电磁阀及 1 o号比 例节流阀带电， 即在步进梁上升和下降时比例节流 阀均带电。 3 发生故 障与分析 2 撑 步进梁由于机械结构较其他步进梁复杂 ， 液 压原理设计过于繁琐 ， 造成故障发生率高 ， 分析处理 的时间长。2 步进梁升降动作时 ， 由机械结构及液 压控制原理决定了两组梁体难 以同步动作 ， 造成上 升时东边 的梁体先上升、 下降时西边的梁体先下降， 动作时冲击较大。下面对投产以来 2 撑 步进梁发生 的主要故障进行总结分析 。 1 梁体升降动作异常。 从投产以来， 2 步进梁升降故障频发， 下面将几 次主要的故障， 进行分析总结 2 o o 6 年4月 1 3日， 2 撑 梁上升后不能下降， 经 过液压人员现场分析并测量压力， 发现 l O 号比列节 流阀前面管路有压力 ， 经过 比例节流阀后 的管路没 有压力 ， 随后电气人员测量 比例节流阀输入信号正 常 ， 这样可 以得出结论是 比列节流阀本身存在故障。 液压人员更换新的比例节流阀后 ， 进行动作 ， 梁体还 是不能下降， 电气人员再次进行确认输入信号 ， 测量 都正常 ， 液压人员又将现场使用正常 的4 梁用 的比 例节流阀与 2 梁的进行倒换 ， 发现 2 梁还是不能动 作， 4 梁动作正常 ， 这就说 明了比例节流阀本身是没 有问题 的。这样就陷入 了一个困境 ， 液压人员阀件 也换了， 阀也没问题 ， 应该不是液压方 面的原 因； 电 气人员多次进行测量， 输人信号都正常， 电气方面好 像也正常。经过召开分析会 ， 我们没有考虑到信号 干扰的问题， 随后找来力控仪器， 单独给比例节流阀 输入 4 2 0 mA电流信号 ， 结果梁体可 以正常动作 ， 这就说明了电气线路存在干扰。电气人员经过检查 发现， 是比例节流阀的信号线与电磁阀信号线在一 根电缆内， 造成干扰 。 2 0 0 7年 6月 1 6日， 2 梁不能动作 。在有 了 2 0 0 6 年2 梁发生的那一次故障之后， 对故障的分析 多了一种思路。首先从干扰 的角度进行排除 ， 是否 存在干扰， 在将电磁阀的2 4 V电源断掉之后， 操作 工操作 2 群 梁动作， 液压人员手动捅电磁阀配合操 作 ， 结果发现可 以正常动作 ， 但是送上 电磁 阀 2 4 V 电源却不能动作 ， 这就 明显说明存在 干扰 。经过将 电磁阀 2 4 V电源断开 ， 液压人员手 动试验 ， 找到是 5号电磁阀与比例节流阀信号存在干扰。 2 0 0 8年 7月 2 5日， 2 梁 升降动作 缓慢。经 过现场分析及测量 ， 怀疑是液压阀件有卡死的现象 ， 首先液压人员更换 了 6号电磁阀及插装 阀， 更换完 毕后进行试验 ， 结果还是动作缓慢 ， 随后又更换 了 1 号电磁 阀及插装 阀， 更换完 毕后进行 试验 ， 动作正 常。说明是 1 号插装阀存在问题， 造成 2 梁升降动 作缓慢 。 2 梁体 自己上升。 梁体 自己上升， 造成下降位限位信号丢失， 从而 无法正常动作。发生此故障的主要原因有两个方 面。 ①液压缸内泄。液压 缸内泄故障可分为两种 ， 一 种是压力油从无杆腔向有杆腔泄漏影响正常动 作 ； 另一种是压力油从有杆腔向无杆腔泄漏影响正 常动作。步进梁 自己上升故障属于后一种， 由于无 杆腔面积大于有杆腔面积 ， 当有杆腔压力油泄人无 杆腔时， 使得无杆腔产生大于有杆腔的力 ， 致使梁体 上升。我们判断液压缸内泄最简单、 最准确、 最直观 1 1 2 甘肃冶金 第 3 3卷 的方法是将液压缸的缩回到位， 将无杆腔阀门关闭， 拆开液压缸无杆腔油 口， 向有杆腔 内通压力油 ， 若无 杆腔有油流出 或喷出 ， 则说明此液压缸内泄 或 严重内泄 。由于 2 步进梁升降为两组梁体 ， 分别 由2 个升降液压缸来实现， 但是液压缸的控制却是 通过一个阀台来实现的， 管路都是相通的， 所以哪组 梁体上升并不能说明就是这组梁体的液压缸内泄。 这样在判断液压缸 内泄时， 需要注意观察测试时喷 油是从液压缸油 口还是从管路中喷出， 从而判定是 哪一个液压缸内泄。 ② 阀组泄漏 。当步进梁下落到下降位置时 ， 我 们测量液压缸有杆腔压力保不住， 在慢慢下降， 再测 量无杆腔压力在慢慢升高 ， 梁体表现出来的现象就 是 自动上升了。1 号和 5号阀存在泄漏， 不能死死 地将油封住 ， 导致液压缸有杆腔的油慢慢泄掉 ， 而有 杆腔却慢慢进油， 从而使梁体 自动上升。在更换 1 号及 5号插装阀阀芯时 ， 如果不需要更换 阀套时， 更 换是不费事 的， 可是要是阀套出现磨损 ， 更换起来就 相 当费时。为了快速而有效地解决此问题， 我们联 系电气人员， 临时修改了阀的得电时序 ， 在梁体下降 到位后 ， 让 3号 、 5号 电磁阀及 l O号 比例节流阀继 续带电 ， 直到步进梁再次上升。这样使得步进梁下 降后液压缸无杆腔保持与回油相同， 从而解决了梁 体上升的问题 。 投产至今 2 } ≠ 步进梁发生过 2次 由于升降液压 缸内泄而造成梁体 自 动上升， 影响正常动作， 更换升 降液压缸相当的费时又费力。由于 2 梁阀台使用 了过多的插装 阀， 设计较繁琐 ， 在插装 阀阀套出现磨 损时 ， 难 以更换阀套 ， 所 以造成插装 阀内部泄露 ， 不 能将压力油封住 ， 致使压力油流人液压缸 ， 使得梁体 发生动作 。 4 实施改造 根据 2 步进粱 的机械结构 ， 分析现场， 我们对 2 步进梁液压系统控制原理进行 了重新设计 ， 由原 来的一个升降阀组控制 2个升降液压缸 ， 改为两个 阀组分别控制两个升降液压缸， 且由原来的插装阀 与 比例节流阀组合的控制改为 由比例方 向阀控制。 液压原 理 图见 图 3 。 图 3 2 步进梁改造后 升降液压原理 图 我们利用 2 0 0 9年设备大修对 2 步进梁液压控 制系统实施 了改造 ， 经过运行 ， 2 梁升降系统未再发 生过升降系统故障 ， 大大降低 了日常维护量 ， 很好的 保障了设备的稳定运行 。 5 结语 原设计的 2 步进梁液压控制系统设 计较繁琐 ， 投产后故障发生频率较高， 故障分析处理的时问长， 经过多次故障的处理 ， 积累了不少分析处理故 障的 经验 ， 同时也意识到 ， 设备不是一成不变的， 需要在 日常的维护中， 发现存在的隐患部位 ， 对于经常发生 故障的部位 ， 要敢 于提 出合理 的改造方案 ， 实施改 造 ， 保障设备的良好运行 ， 为企业创造更多效益。 收稿 日期 2 0 1 0 - 0 8 1 0 作者简介 郭警惕 1 9 7 8 一 ， 男 。 陕西省礼泉县 人 ， 2 0 0 3年毕业 于东北 大学流体传动 与控制专业 ， 液压 工程师。从事液压 润滑设备 管理工 作。 蠢 毽 | 。