轧机液压弯辊系统液压故障分析与对策

张晓超

摘 要：随着国民经济的迅速发展，工业生产及人们的日常生活等各个方面和领域对冷轧板带材的需求量巨大，同时也对板形的质量提出了更高的期望和要求。板形控制依托板形理论为指导，我们只有不断地优化板形控制方法，才能更好地满足经济发展的需求。本文中叙述了轧机弯辊液压系统，对其产生的故障进行了系统的总结分析，简单介绍了对其产生故障后如何判断和处理方法，供读者参考

关键词：轧机;弯辊;伺服系统;液压故障;对策

轧机液压弯辊是以液压为动力，用机械力弯曲轧辊辊身，用来控制带钢凸度和平直度的技术。通常由动力源、换向阀、减压阀、伺服阀、液压锁、传感器、液压缸以及液压附件等组成[1]。在轧制模式时通过伺服阀输出控制弯辊力，由于该系统反应速度快，可以通过对带钢厚度和板凸度进行不间断的测量所得到的信息，及时的对每一瞬间弯辊力数值进行修正调节。在换辊模式时通过换向阀实现对弯辊缸活塞杆上下移动，达到换辊的目的。

1 液压弯辊系统组成、功能及原理

1.1 液压弯辊系统组成

轧机弯辊系统主要构成：伺服液压站、液压控制回路（伺服阀、液控单向阀、溢流阀）、压力传感器、PLC和16个弯辊缸构成。液压原理：弯辊缸活塞侧和杆侧分开控制，杆侧是通过一个三通减压阀加切断阀，压力稳定在40bar，从而保证轧钢时活塞与缸头无直接接触;换辊时能自动收回去。活塞侧液压回路中有平衡功能回路和弯辊功能回路两部分，采用并联连接，两个各自独立的回路上都有插装式切断阀并通过先导控制阀进行控制切断，从而保证检修和事故状况下的回路安全可靠[2]。

1.2 液压弯辊系统功能

第一，紧急平衡功能，下工作辊弯辊缸的活塞侧压力为30 bar，作用是让下工作辊紧贴下支撑辊防止咬钢和抛钢时跳动;上辊油缸活塞侧压力为110 bar，作用：平衡掉上工作辊的重力、使上工作辊紧贴上支撑防止咬钢、抛钢时跳动。当弯辊功能出现故障时，可切换到紧急平衡功能，保证生产的延续进行[3]。第二，弯辊功能：轧制以前，弯辊缸产生比较大的作用力，迫使工作辊产生一定的反向预弯曲，消除掉轧钢时辊系中间变形量，保证钢板厚度均匀和良好的板形。第三，工作原理：当轧机L2接收到钢板信息后，轧制模型会自动计算出每一道次需要的弯辊力，后将弯辊力自动发给TCS系统（L1），此时PLC根据此期望弯辊力和现场传感器检测到的实际弯辊力进行比较，计算出偏差后，将此偏差信号送到伺服阀上从而达到期望的弯辊力。当钢板在轧制过程中，为保证钢板平直度，此时根据检测到实际轧制力对弯辊力再进行不停地修正，从而保证钢板的平直度和板形。

2 轧机弯辊系统在运行中可能出现的故障

2.1 压力控制故障

轧机液压弯辊系统压力控制故障主要有：轧制模式时压力传感器故障。在轧制模式时，上工作辊弯辊压力传感器参与控制，下工作辊压力继电器不参与控制，当两侧压力偏差较大时可能是压力传感器损坏、伺服阀故障、液压泄露等故障。

轧机液压弯辊控制系统由两套独立且完全相同的伺服系统组成，每一侧的上下工作辊弯辊完全按照相同控制指令控制液压缸上下移动，上下弯辊塞侧压力理论上应完全一样，当上下辊压力监测出现不同时，则必有一个出现故障，根据现场实际情况进行分析测量，确定故障位置，对故障进行排除。

2.2 电磁阀故障

当给出电控逻辑信号后，电磁阀5、电磁阀8、电磁阀9不能正常动作，可能故障是电气断线、电磁阀犯卡或电磁铁烧等。

当电磁阀开关状态与测压接点压力关系不符合时，若捅阀正常，可能故障为电气断线、电磁铁烧等;若捅阀压力不正常，可判断为卡阀故障。

2.3 减压阀故障

减压阀故障，主要有在换辊时减压阀6、减压阀7主阀芯卡死或阻尼孔堵塞，达不到设定压力，弯辊不能正常伸出，影响换辊。

2.4 伺服阀故障

由于伺服系统是一个闭环系统，其中一环出现故障都有可能影响到伺服阀，在出现故障后若可以确定为伺服系统故障，要查看伺服阀输出与阀芯反馈是否相同，若不同排除阀头线路等故障后，应更换伺服阀。

2.5 换辊时弯辊锁不回

轧机换辊时经常出现弯辊不能正常缩回，主要原因有：第一，油缸杆侧回路中三通减压阀输出压力不够，不能消除掉弯辊缸的重量。三通减少阀输出压力低的原因有先导阀调整弹簧松动、断裂等导致预紧力不够，造成先导控制压力不够，导致实际输出压力不够;先导阻尼孔和主阀芯阻尼孔存在堵塞导致主阀芯力两侧控制腔压力不平衡，阀芯被迫移动，建立新的平衡，也造成实际输出压力不够。此种现象只要排除掉三通减压故障后，就可回复正常。第二，油缸内泄，导致杆侧液压油窜到活塞侧，又因为换辊时，活塞侧泄压以后，右路自动封闭。导致活塞侧压力最终和杆侧压力相同，但因活塞侧实际作用面积大于杆侧实际作用面积，造成活塞侧液压力大于杆侧液压力，油缸最终伸出而无法缩回。此时需要捅先导控制阀将活塞侧弯辊回路主油路接通，拔掉伺服阀插头，让伺服阀处于A-T位置（事故情况下自动泄压位置），即可将弯辊缸缩回去。第三，未走正常换辊程序，导致TCS状态不对，油缸活塞侧没有泄压，弯辊缸缩不回去。

3 轧机液压弯辊典型故障分析与对策

3.1 换辊时弯辊不能正常缩回或伸出

在换辊时，遇到弯辊不能正常缩回或伸出，首先要确定现场的状态，是一侧还是两侧出现问题，要是两侧同时出现就需要检查三通减压阀15阀后压力，若压力正常则需重点检查电控是否出现连锁或故障。

若一侧出现不能缩回或伸出的故障，首先检查换向阀5液压锁开关阀压力是否正常（应为系统压力），确保液压锁打开。其次根据上下辊分别检查减压阀6、减压阀7压力是否正常，若压力正常则检查换向阀8、换向阀9阀后压力是否正常。

换辊时弯辊不动作，故障主要集中在三通比例减压阀15、减压阀6、减压阀7、换向阀8、换向阀9，一般出现故障后可以直接捅换向阀8、换向阀9看设备能否动作。当弯辊不能缩回时若可以确定是换向阀8与换向阀9卡阀，为便于节省时间可通过调节减压阀6与减压阀7压力使弯辊上下动作，利用停机时间再清理或更换。

3.2 轧制模式时弯辊不能正常缩回或伸出

由于轧机液压弯辊系统在轧制模式时是由兩侧相对独立又完全相同的系统组成，若两侧同时出现故障，则电控出现故障的可能性较大。若一侧出现故障，因为在轧钢时只有上辊的压力传感器14参与控制，对其要重点关注。若压力正常，在分别检查伺服阀4输出、换向阀5阀后压力是否正常，从中找出故障点并解决故障。

4 结束语

轧机液压弯辊系统是轧钢重要组成部分，与产品质量企业效益密切相关，在日常点检维护中对其故障积累了一些经验与体会，出现故障后，通过压力“顺藤摸瓜”找出压力不正常的地方，能快速锁定故障部位，逐个检查或排除故障现象可能产生的原因。有利于提高处理故障效率，提高经济效益。

参考文献

[1]张鹏，等.轧机液压AGC系统液压故障分析与对策[J].液压与气动2018，（5）：102-104.

[2]黄志坚.液压设备故障分析与改进[M].华中理工出版社，2017，01.

[3]王春行.液压伺服控制系统[M].机械工业出版史，2017.