热轧厂横切线矫直机的优化和改进
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中图分类号：TG333.23 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）44-0040-01
一、前言
河北钢铁集团邯钢公司2250mm热轧厂横切线是从西马克引进的一条现代化带钢处理生产线，主要功能为对冷态带钢进行深加工，通过粗矫和精矫针对较厚带钢板型缺陷（板浪）进行修正，从而对产品进行增值，年产量45万吨。主要设备包括：开卷机、双夹送辊、侧导、一号矫直机、切边剪、碎边剪、飞剪、二号矫直机及码垛机等。如图一，横切线设备布置框图
二、存在的问题
投产至今，全线设备运行比较稳定，但是也出现了一些设备问题，对生产、质量造成一定影响，其中，较为典型的问题有：（1）、在矫直高强度厚板时（厚度>15mm，屈服强度>520Mpa），一号粗矫机和二号精矫机传动轴经常断裂，工作辊轴承经常损坏；（2）、二号对中液压缸侧导无法保证对中精度，严重的影响生产过程及节奏；一旦出现这种故障，都要停机检查，甚至更换剪刃，对生产组织影响很大。
三、分析和改进
1、矫直机液压系统工作原理
为了达到良好的矫直效果，矫直机采用了液压压下控制技术，对矫直机过程中的辊系压下量进行自动控制。该技术采用4个液压缸布置在机架与上横梁之间，控制上辊的压下量，同时作为本机的过载保护。如图3.1所示。
该液压压下系统可以实现“倾斜”、“旋转”和“组合调整”三种调整功能。“倾斜”调整实现入口端压下量大于出口端压下量，在钢板进入矫直机初期发生大的弹塑变形，迅速使钢板内的各种变形曲率趋于一致，然后利用小变形达到矫直的目的。“旋转”调整针对钢板某一侧“边浪”缺陷，使矫直机工作侧和传动侧压下量不同，达到矫直“边浪”的目的。“组合调整”则是同时进行“倾斜”和“旋转”调整，提高钢板的质量。
液压矫直机的整套液压控制系统有两部分组成，位置控制系统（辊缝控制系统）和速度控制系统。位置控制是决定矫直板材效果最关键部分，采用闭环控制，速度对矫直过程影响很小，采用开环控制。
系统采用三位四通O型电液伺服阀控制单出活塞液压缸的一端。伺服阀对液压缸无杆腔供液压，无杆腔压力增大，上矫辊驱动平板下移，辊缝减小，当向液压缸杆侧供液压时，上矫辊驱动平板上移，辊缝增加。在板材矫直的过程中，由于矫直力的变化会使辊缝产生扰动，这时传感器将反馈位移信号变化，从而通过对伺服阀的调节来控制输入到液压缸无杆腔的流量，最终使辊缝维持在恒定的值。液压缸有杆腔的压力由减压阀提供背压，可以认为是一个常量。上矫辊驱动平板采用4个AGC液压缸布置在机架与上横梁之间，控制上辊的压下量，同时当过载时，通过溢流阀卸荷，保护矫直机设备。
2、矫直机传动轴断裂和工作辊轴承损坏的分析
在矫直机工作过程中，我们发现矫直机在矫直15mm以下高强度，厚规格钢板时，矫直机工作正常，未发现矫直机传动轴断裂和工作辊轴承损坏现象。但是矫直15mm以上高强度，厚规格钢板时，矫直机传动轴经常断裂和工作辊轴承经常损坏。通过对20mm厚规格钢板下液压缸压力和液压缸位移曲线进行分析，得到表1、表2两组数据
由表1知道，一号矫直机1#AGC液压缸无杆腔压力的压力最大，压力为24.5 Mpa。
由表2知道，二号矫直机2#AGC液压缸无杆腔压力的压力最大，压力为28.8 Mpa。
由表1，表2可以知道，当外负载扰动时，2台矫直机8个AGC液压缸无杆腔最大压力都没有超过伺服阀和伺服缸之间的溢流阀所设定压力（290bar），所以判定溢流阀没有打开，从而没有起到过载保护作用。另一方面，由于液压缸作用力直接作用在工作辊上，当液压缸压力增大到一定量时，此时液压缸无杆腔的压力不卸荷，从而导致矫直机的传动轴经常断裂和工作辊轴承经常损坏。
通过对以上矫直机液压系统的分析，找出了导致矫直机传动轴经常断裂和工作轴轴承经常损坏的原因是由于装在伺服阀出口和AGC液压缸无杆腔之间的安全阀压力（290bar）设置过高，液压缸无杆腔压力不能卸荷，从而溢流阀没有起到过载保护的作用。
根据以上分析，对矫直机液压阀台进行以下改进：
1） 增加杆侧的背压。具体的做法是将829减压阀的压力由原来的30bar提高到60bar，目的是适当的减少作用在工作辊上的矫直力。
2） 重新设定767安全阀的压力。根据现场实际情况，多次逐步降低757安全阀的压力，目前一号矫直机767安全阀的压力设定值为220bar，二号矫直机767安全阀的压力设定值为240bar。
3）矫直机阀台参数优化后，在没有出现矫直机传动轴断裂和工作轴轴承损坏事故，极大的缩短了事故事件。并且在生产厚钢板时，矫直力过载时，757安全阀能够及时的卸荷，减少了机架的振动，既保护矫直机设备又提高了钢板的质量。
三、结语
通过对矫直机系统压力参数的优化，解决了矫直机传动轴经常断裂和工作辊轴承经常损坏的问题，并且减少了矫直机机架的振动，提高了产品的矫直质量。
参考文献
[1] 邯钢2250mm项目功能描述.
[2] 王冰，孙瑞涛.高速板材矫正机齿轮分配箱方式及供油机构的分析[J].制造业自动化，2010（03）：87-89.