冷轧机液压压下系统故障分析处理

黎友华 何 可

(武钢有限设备管理部 湖北 武汉：430080)

1 液压压下系统简介

轧机液压压下系统是针对钢板厚度变化实施调节的一种快速精确控制系统。轧机的每一个机架传动侧、操作侧两侧分别装有1个压下缸及1个或2个伺服阀，通过调节伺服阀的输出流量，控制压下缸的行程，实现精确控制钢板厚度的目的。压下缸的实际位置由缸上的2个位置传感器来测量，压下缸的轧制力由缸上的压力传感器测量计算出来。轧机液压压下系统控制精度高，响应快，控制原理复杂，故障现象差别很大，分析难度大，处理过程长。本液压压下系统中(如图1)，采用两组4个伺服阀4种工作模式：

1+2：第一组伺服阀为主，第二组伺服阀为从

2+1：第二组伺服阀为主，第一组伺服阀为从

1：只用第一组伺服阀

2：只用第二组伺服阀

压下系统中传动侧、操作侧两侧分别装有一个比例阀，控制辊缝快速打开。分别装在传动侧、操作侧两侧的卸荷阀，是在有故障或压下切断时，使活塞腔快速卸压。

液压压下系统故障大致可以分为四类，第一类是卸荷阀和比例阀故障，第二类是伺服阀故障，第三类是传感器故障，第四类其它故障。轧机压下系统涉及轧钢、机械、液压、电气、轧辊等多专业，要熟悉轧制工艺、液压系统、电气控制原理。剖析典型的轧机压下故障，对以下几类典型故障进行分析归类，可以总结出轧机压下故障的共性规律。

2 故障分析处理

2.1 卸荷阀类故障现象及处理

卸荷阀故障现象为压下封锁或压下偏斜断带，原因是卸荷阀卡死，线圈短路(断路)，造成压下缸活塞腔压力下降。压下系统校压下失败，主要是因为两侧的压下缸行程偏差大于1.5毫米或两侧轧制偏力差大于100t。首先测试压下缸两腔的压力，发现上腔压力低以后，要逐一排查伺服阀、液压锁、卸荷阀、比例阀的状况，实践中，卸荷阀的故障比例较高。

某厂轧机1架换辊后，操作侧和传动侧压下缸无动作，无法校压下。如图1，维护人员对液压锁的换向阀捅阀测试，对换1架主次伺服阀，测试系统各点的压力，发现压下缸上腔压力很低，1架、2架对换快速卸荷比例阀，故障没有消除。对换1架、2架卸荷阀，1架压下正常，最后确认为1架卸荷阀线圈烧毁故障，事故时间6.5h。

2.2 比例阀类故障现象及处理

比例阀故障现象为压下封锁或压下偏斜断带，原因是比例阀或其控制板损坏，造成压下缸活塞腔压力下降。

某厂一段时间4架不能压靠校压下或是压下偏斜高速断带，故障偶尔间隔发生，间隔周期几天或十几天不等。设备人员切换伺服阀，检查压力传感器、位置传感器及解体检查探杆，检查更换卸荷阀及其电磁铁，更换上支承辊及平衡缸的伺服阀，故障均未消除，经常是反复压靠操作后又可以正常生产。后来4架不能压靠时，检查发现传动侧压下缸活塞腔压力只有5巴(bar)，拔掉快抬比例阀的电磁铁后恢复正常生产。

图1 轧机压下系统控制图

故障原因是比例阀的控制板不稳定，偶尔触发比例阀误动作，压下缸卸荷造成高速断带或不能压靠。查到故障原因的过程和时间很长，走了不少弯路。压下系统故障，第一时间应该检查伺服阀和检测压下缸两腔的压力，本案例中就可以快速将故障锁定在卸荷阀或比例阀上。

2.3 传感器类故障现象及处理

系统压力传感器、位置传感器的故障都会引起压下封锁，造成故障。

某厂轧机检修后4架校压下失败，两侧压下缸行程差大于1.5mm或压力差大于100t。在更换伺服阀、溢流阀、液控单向阀，压力传感器等，故障没有消除。后得知检修处理过4架压下位置传感器，要求作业区点检再次检查位置传感器探尺，同时更换支承辊，校压下正常。生产5h后，校压下再次失败。反复尝试上述处理过程，均未消除故障。最后第三次拆出位置传感器探尺，检查发现探尺上有少许毛刺，打磨重装后校压下正常。该故障造成前后停机达30h，构成三级事故。前后3次处理位置传感器探尺，前2次均未发现问题，误导了整个故障处理过程，造成故障处理时间过长。历史上曾经发生过探尺卡阻造成压下行程超差的故障，对探尺的维护质量要精心把关。推荐利用PDA跟踪系统，分析压下压力、位置波形曲线的变化，诊断压下传感器故障。特别要注意的是位置传感器的探尺故障，某厂冷轧曾在半年内8次重复出现校压下轧制力偏差大失败，原因是位置传感器探杆卡滞(探杆毛刺、内外脏物多)。

2.4 伺服阀和其它故障

伺服阀故障是指伺服阀卡死，零偏大，性能下降，控制板损坏等故障引起压下封锁或压下偏斜断带，由于两组伺服阀有4种工作模式，可以通过模式切换快速判断伺服阀好坏。切换模式后故障消失，则原模式伺服阀有问题。切换模式后故障不变，则伺服阀没问题，因为几个伺服阀不可能同时出问题。

其它故障：液控单向阀的磨损和它的换向阀的卡死会引起压下封锁；比例减压阀会引起压下缸上抬故障；电气方面阀的控制板和插头线圈时常引起故障。压下缸与支承辊轴承座、垫块之间混入异物会引起压下偏斜。

3 结论

轧机液压压下故障是两侧压下缸轧制力偏差或位置偏差达到界限值引起压下封锁，主要分为以下四类：第一类是卸荷阀和比例阀故障，2007-2010年某公司此类故障达5起。第二类是伺服阀故障，某公司2004-2010年伺服阀故障达6起。第三类是传感器故障，某公司2004-2009年传感器故障达4起。第四类其它故障要注意排除。