炼钢厂液压系统电液伺服阀的选用与日常维护

2022-11-12谢楠

山西冶金 2022年6期

关键词：抗污染零位电液

谢楠

（山西太钢不锈钢股份有限公司炼钢二厂，山西太原 030003）

目前，冶金行业中机电液一体化的设备越来越多，带有伺服控制的液压系统也就成为一个新的技术增长点。电液伺服技术将微弱的电子信号转换成大的液压功率输出，用它组成的电液伺服系统具有精度高、响应快、工作可靠、重量轻、高功率以及安装方便等优点。

1 目前常用的伺服阀种类

1.1 喷嘴档板电液伺服阀

喷嘴档板电液伺服阀，如图1所示，结构较为简单，制造精密，成本较高，特性可预知，无摩擦副、灵敏度高、挡板惯量小、动态响应高。由于挡板与喷嘴间距很小，抗污染能力差，使用一段时间后零位泄漏较大，功率损耗较大。

图1 喷嘴档板三级电液伺服阀

1.2 射流管电液伺服阀

射流管电液伺服阀，如图2所示，喷口尺寸大，抗污染性能好，可靠性较高，压力恢复系数和流量恢复系数较高。射流管作摆动，转动摩擦小，分辨力高，不会发生满偏故障，但特性不易预知，零位泄漏量较大。

图2 射流管三级电液伺服阀

以上两种电液伺服阀的共同点是：先导级均采用机械式力反馈，衔铁在中位附近工作，性能与抗干扰能力比较好。不同点是：射流放大器的压力与容积效率较高，推动阀芯力较大，因此，分辨率比喷嘴档板高。同理，它的低压工作性能好，甚至供油压在0.5 MPa时也可正常工作。但同流量规格的射流管型阀芯较喷挡型阀芯大点，工作频率会低一点，一般在100～200 Hz范围内。

1.3 直动式电液伺服阀

直动式电液伺服阀，如图3所示，用力矩马达直接拖动阀芯，由阀芯位移传感器作为反馈，无前置级，从而提高了伺服阀的抗污染能力，适用于对环境要求较低的工业伺服控制场合。此种阀结构简单，外部可调整零位。

图3 直动型电液伺服阀

1.4 电反馈电液伺服阀

随着电子技术与传感器技术的发展，利用先进的位移检测技术实现阀芯位置的高精度检测，将检测信号反馈到放大器输入端形成电气处理，闭环控制。全电反馈比机械反馈电液伺服阀结构简单，具有高频响、高精度、性能稳定、使用寿命较长等特点。

2 炼钢液压系统电液伺服阀的选用及日常维护

1）炼钢液压系统伺服阀大都使用在精炼、连铸、除尘、板坯修磨等方面。由于冶炼和连铸工作环境温度高、粉尘多，而电液伺服阀的安装位置离执行机构（油缸、马达）越近控制效果越好。因此，电液伺服阀放大板选外置型为好。冶炼设备重在安全可靠，对频率响应要求不是很高，故尽量避免选用抗污染性差的射流管型或喷嘴挡板型电液伺服阀，可选用高频比例阀或直动式电液伺服阀。连铸机结晶器振动频率日常工作一般在200 Hz以内，在满足设备控制功能精度的原则下，可选择抗污染性比较强的直动式电反馈电液伺服阀。除尘、板坯修磨等设备可选用射流管型或喷嘴挡板型电液伺服阀。

2）热轧及冷轧工序工作环境相对于炼钢工作环境要好很多，轧机AGC等设备对控制精度、压下力与速度要求较高，目前选用通径较大的射流管型电液伺服阀较多。

3）无论那种类型的电液伺服阀，影响其正常工作最敏感的原因是工作油品的清洁度，所以日常要保证油品的清洁度等级在NAS 6级以上。伺服液压系统中间管路目前大部分采用不锈钢无缝钢管，在安装或更换过程中，钢管的切割要使用切刀或有齿锯，避免使用砂轮。因为砂轮切割过程产生的细小高温碎末会粘附在管口附近的管壁上，低压循环冲洗很难将其冲洗掉，这些细小碎屑在高工作压力或管路振动时会脱落，造成电液伺服阀喷嘴或射流管堵塞、液压阀芯卡阻或磨损划伤，影响其正常工作。定期检测伺服液压系统油品的清洁度等级，随时掌握油品状况。如遇清洁度等级有下降趋势时，要根据设备工作的具体情况尽快找到污染源，也可采取油品理化实验和水分含量检测的方法进行辅助分析。在更换伺服液压系统油箱油品时，要注意换后油品在循环过滤后经检测达到NAS 6级以上，方可给电液伺服阀供油。新制或修旧后的伺服液压系统执行机构（油缸、马达）应进行冲洗，经检测达到NAS 6级以上后，将进出油口封堵后库存。伺服液压系统所用的液压胶管总成也要满足类似要求。

4）电液伺服阀制造订货周期较长且价格较昂贵，根据装机量要有一定储备。对因故障而更换下的或使用性能差的电液伺服阀，要送专业厂家进行清洗检测，依据恒定压差下流量特性、零位泄漏量、零偏等参数，如图4、图5所示，对照出厂标准来判断电液伺服阀是否进行修理或报废。