轧机液压压下系统分析

张红军

关键词:带钢冷轧机液压压下系统轧制控制

一、前言

目前我们所说的轧辊压下通常包括液压压下以及电动压下两个主要组成方式。当下社会，伺服控制液压压下装置的产生和发展较为迅速，与之相配合的液压压下系统也得到了广泛的应用和推广[1]。此装置克服了传统电动压下装置的一些弊端，并且能极大提高相关精度的调节以及提升了相应的速度，对之前装置存在的系统惯性大也起到了较好的降低作用，较为有效的控制了轧机基座的当量刚度和恒辊缝轧制，这些改善保证了装置能较好的实现恒压力的功能，恒辊缝轧制得到有效控制后能产生过载保护的功能，在出现过载事故时，辊缝能迅速打开并及时卸压，不仅有效的保护了机械设备，还促进了机械传动效率和机组作业率，较好的实现了快速换辊的环节，正是因为该装置存在众多优点，所以在我们现代化冷、热轧和平整机中得以广泛的使用。

二、系统工作原理

组成液压压下装置系统的相关零件有：伺服放大器、伺服阀、液压缸、位置传感器等。在现实情况下液压缸移动的行程受电液伺服阀对液压缸压力和相关流量调节的影响，在此情况下才能对轧辊辊缝的值进行相关调节，通过对轧辊辊缝值的放大设置，向电液伺服阀施加输出，从而驱动液压缸工作，使得辊缝达到预设定。液压缸内的位置传感器能实时捕捉轧辊的实际位置，这里能产生一个反馈值，如果反馈值与辊缝相关的预定值实现了统一，这就表明辊缝完成参数调整，

则指示液压缸停止动作。如果在轧制过程中，轧制压力产生了一定的变化，此时压力传感器可以对轧制压力变化进行相关波动测量，并转换成对应的位移补偿信号差值，并将信号差值和调节系数进行相乘计算后，重新输入值进行调节辊缝，直至液压缸位移调节量与补偿信号差值相等，这时才表示调节完成，在这种情况下，因为轧制压力的变化，致使轧机弹跳，从而实现了完全补偿。

三、轧制控制

为了获取轧制力，液压轧制是通过对两个位于轧机机架底部液压缸压力的捕获，和其相关位置的调整的变化得到，通过提高轧制力的方法，我们能有效改善带钢产品的屈服强度和其他相关金属性能，还能提高产品的表面平整度。为了提高轧机的延伸率和达到所施加轧制力的最终效果，我们应当确保我们的轧辊的轧制模式优良，产品特性好，还要保证高光洁度。机器底部的2个液压缸受到液压阀的调节，从而为机器提供了相应的轧机轧制力。液压缸中存在杆侧，在受到电磁阀提供的背压之后，能实现辊缝的打开[2]。为了使机器更好的工作，在液压缸的每侧都需要配置相应的压力变送器，以及对应的位移传感器。压力传感器为轧机的各侧的轧制力大小提供了相关依据，而液压缸的缩回工作则是由电磁阀的杆侧施加相关的背压实现。液压控制有几个主要方式：轧制力差、轧制力和、倾斜控制、平均位置控制。闭环控制系统则有其他两组调节器共同构成。

四、相关注意事项

在整个系统中液压缸也有其特定的组成部分，具体由液压缸防护罩、液压缸压板、液压缸缸盖、液压缸柱塞、液压缸缸筒等一些部件共同组成的，也称之为柱塞式液压油缸。为了让液压缸达到更好的工作性能，我们对相关材质要做出明确的要求，其中，相关的缸筒材质配置如下：材料由42MrMo锻造调制而成，缸筒的内径硬铬厚度应控制在0.03mm左右，经过精细磨制之后，其内径圆柱度公差应当控制在0.02mm以内，缸筒表面的粗糙度也有相关规定，应控制在0.2μm以内，柱塞材料应按规定，用45钢锻造调制而成，缸筒的杆外径硬铬厚度应控制在0.03mm左右，与缸筒表面的粗糙度一样，在精细磨制之后应当控制在0.2μm以内[3]。对于缸筒的活塞外径也有相关规定，必须在活塞外径上安装达到耐磨要求的且密封的安装槽。在整个缸筒中，安装槽与活塞机柱塞杆的同心度公差不能超过规定的0.03mm。

液压缸缸盖在液压缸的相关配置中也处于举足轻重的位置，应当保证缸盖在意外事故中或者极限位置的特殊情况下，能有足够顽强的承压能力，这就需要对缸盖的材料选择做出苛刻的要求，其材料必须具有较高的力学性能。与缸筒材料相同，同样通常选用42CrMo材料，或者选择强度更高以及韧性更好的材料，与缸筒设计一样，也需在内径上安装经久耐磨且密封的安装槽，同样对应的同心度公差保持在0.03mm以内。

如果在选择活塞外径，及缸盖内径安装的安装槽的时候，对安装槽的密封性和耐磨性具有极高的要求。在通常的情况下，25Mpa是冷轧机液压压下装置的相关额定工作油压，但是试验压力通常取额定油压的一点五倍左右，也就是保持在38Mpa左右，只有通过试验才能确保之后的工作中符合要求，也能满足安全性能。对于密封性来说，除了严格的保证无串油和漏油现象产生，还有达到其他相关要求，如能将移动面之间可能产生的摩擦力减至最低，因为通常情况下，液压缸的响应速度与摩擦力成反比例关系，所以减小摩擦力也是提高系统性能的关键之一[4]。一般而言，冷轧机液压压下装置所规定的静摩擦力应当控制在冷轧机工作压力的百分之零点五以内，而对于速度与精度要求更高的冷轧机的静摩擦力要求也更高，应当控制在百分之零点二以内，而这些零件的相关测试值也必须取自液压缸正常的工作区域范围内[5]。除了这些要求之外，安装槽的耐磨损性也有相关规定，其耐磨损性要求安装槽能够承受液压装置工作中出现的最高温度，以及满足装置启动频率和相关零件的移动速速，只有全部满足才能算合格的液压装置，保证工作顺利有效进行。

五、结语

综上所述，只有个系统的出色才能提高整体的优良效率，每件事每个工作以及每个设备的效率都服从于木桶效益，只有各个部分都提高才能产生好的效益，所以整个液压压下装置的高性能，不仅仅是说某个设备优良就能满足工作需求了的，其各项高性能指标来自系统的各个环节优良，还需要相关技术工作人员轧制工艺精湛，更需要液压、电气和机械上相互配合，做到各方面优秀，积极运用高技术，保证高专业，配套高综合知识水平，才能保证我们整个轧机液压压下系统的稳定高效运行。

参考文献：

[1]杜巧连,陈旭辉.轧机液压压下位置闭环控制系统研究及仿真[J].机械制造,2017(12):39-41.

[2]张瑞成,马寅洲,高峥,等.轧机液压压下垂直系统非线性振动机理研究[J].机械强度,2016(1):6-11.

[3]张震.液压压下系统在热轧窄带钢精轧机组的应用研究[J].山东工业技术,2016(3):7-7.

[4]卢权观.在中板轧机上实现液压压下控制的方法与实践[J].太钢科技,2016(3):25-34.

[5]赵玉武,魏志恒.液压缸及辊缝控制下辊系非线性垂直振动分析[J].设备管理与维修,2016(11):72-75.