軋机液压系统主要故障与诊断.docVIP

第三章 轧机液压系统主要故障与诊断 新型轧机系统是机、电、液、气、仪一体化的大型复杂系统，其结构与功能的复杂性决定了故障机理的复杂性以及故障诊断的困难度。轧机系统高精度与高可靠性要求使故障诊断任务更加艰巨。 这一章根据作者在轧机液压系统设计分析、故障诊断与维修领域的长期实践与积累，对现代新型轧机液压故障的症状、原因，以及故障分析的过程和方法等进行总结与提炼。主要是概括轧机控制系统（AGC系统、CVC系统、弯辊系统、活套系统）的常见故障，整理故障分析的基本思路与程序、列出故障树，并总结出故障症状与原因的关系。同时，也对轧机液压控制故障与产品质量的关系进行分析。上述内容是轧机智能诊断与监测系统的主要专家知识。 3.1 液压压下与AGC液压故障与分析 3.1.1 液压压下及AGC故障概述 液压压下装置用于作为针对轧制力变化实施厚度调节系统的一种快速精确调节定位系统。 （1）功能投入的条件 AGC由液压伺服位置系统实现，通过伺服阀调节保持中心点恒定。 每台轧机由两个压下缸，分别位于操作侧和驱动侧；每个压下缸有两个位置传感器，分别位于入口侧和驱动侧，压下缸的位置是两传感器位置值的平均值。 伺服阀的前后各用一个止回阀，止回阀在调节器正常工作时处于开通状态。 当调节器处于断开，由于伺服阀不能保证完全密封，这时止回阀起作用，关闭油路，短时间维持油缸里的压力不变。 当功能断开时，压下系统的卸荷阀起作用，液压缸回程，把油路的油排回油箱。 液压压下功能的投入与控制系统许多参量有关，必须同时满足以下条件： 已通过“工作方式”、“手动”或“电磁阀控制”等选项将功能选定； 油源供油正常； 阀控制系统正常(软硬件正常，调节钥匙不在手动状态)； 位置传感器正常，即两侧位置无偏差； 油缸位置正常； CPU正常无故障，系统电源、控制柜不在测试状态。 液压系统不在紧急停止状态。 （2）AGC系统主要故障 AGC主要故障有： 1) 传感器故障，包括位置、油缸油压、轧制力传感器故障。 液压压下实际值(任一侧)24.5mm，或-3mm时，到极限位，压下封锁，轧机停止工作。 同一油缸两侧位置差4mm，可能：位置传感器故障。 两油压缸传感器偏差2.3mm，压下封锁（即有关参数超差时，压下功能中断，以保护设备），可能：位移传感器故障、伺服阀或油缸泄漏、偏差或零调不准。 轧制力40MN，否则过载，压下封锁，液压系统卸荷。 当两侧压力传感器测量值超差，可能：压力传感器故障。 2)AGC液压故障。液压控制系统由两套独立且完全相同液压位置伺服系统组成，它们设定同一值。 正常工作时，两套控制系统按照完全相同的指令控制压下油缸上下移动。采用时间段△T信号进行平滑滤波。 当两油缸位置传感器位置差|S1-S2|2.3mm，即必有1套液压位置伺服系统存在故障，结合伺服系统状态分析，如驱动电流变化趋势可对故障进行定位。一般来说，趋势变化过快的系统更有可能存在故障。 3）控制逻辑故障，BA（Basic Automation）给出控制逻辑信号，而实际电磁阀不动作，可能故障：电气断线、或电磁阀卡死等，整个伺服系统无法工作。 4）电磁阀(逻辑功能阀)开关状态与测压点压力关系若不符合，可能故障：电气断线；或电磁阀卡死。 5）压力故障，主要有：预控限压阀在工作时没有处于溢流状态，检查：溢流阀实际状态，溢流压力设定值，是否附合实际工况(如过低)，轧制时，油缸工作腔压力应基本满足：P1xS1=P2xS2+F(对应侧轧制力)，P2=20bar。卸荷状态,油缸工作腔压力，背压为40bar。 6）零偏电流I趋势分析：当零偏电流小于满量程10%(约3mA)范围内变化时，伺服阀正常；当零偏电流大于满量程30％时，伺服阀应更换。 零偏电流I逐步增大，可能故障：伺服阀或压下油缸寿命性故障，如：磨损、泄漏、电气老化等，但控制性能基本达到要求，可能使控制位置略有漂移等现象。 零偏电流I突然增大，可能故障：伺服阀突发性故障、或油缸卡死。如反馈杆断裂、力矩马达卡滞、小球脱落、节流孔堵塞等，将使伺服系统失控。 可根据电流I、油缸压力P、伺服阀B腔压力、油缸位置S等参量进行故障定位。其特征：驱动电流I突然增大(幅度很大)；油缸位置偏向一端无法控制。 伺服阀控制电流I变化，而B腔压力不变，可能故障：电气断线、或伺服阀故障、或液控制单向阀故障(故障率很低)。 B腔压力随伺服阀电流I变化，可能故障：伺服阀故障、或压下油缸故障。 3.1.2 AGC液压控制系统故障树分析[35] AGC系统故障树如图3-1所示。 AGC液压伺服子系统故障树如图3-2所示。 图3-1 AGC液压系统故障树 图3-2 AGC液压伺服子系统故障树 3.1.3 AGC液压控制系统故障归类 AG