七輥臥式軋機液壓系統技術改進

白恩澤

（太原重工輪軸分公司，山西 太原 030024）

1 改造前液壓系統狀況

（1）軋機液壓系統在改造前，軋機主軋輥和導向輥液壓系統位于同一油站，系統間相互干擾。油箱大，油泵電組置于油箱上面，由于液壓站擺放空間有限，所以整個站內擁擠維修空間有限。采用雙出軸電機大小泵采用定量泵而且不工作時也長期處于壓力狀態，系統發熱嚴重無法控制，使整體工作效率大大下降，根據鋼輪目前生產節奏，要求主軋輥前進速度142.2 mm/s，后退速度在205.7 mm/s，導向輥前進速度204.9 mm/s，后退速度273 mm/s，但原有系統遠遠達不到上述參數要求且系統壓力P只能設定在5 MPa左右，無法滿足更高的生產節奏。元器件及管道內泄外漏嚴重，壓力不能根據料溫任意調節使車輪無法均勻軋制，質量無法保證。整個系統元器件較大精度低無法進行微調控制，元器件采用管式連接，占地面積較大，維護空間小，處理問題極不方便。由于系統使用時間較長關鍵部件早已退出市場，備品備件無法采購，生產過程中存在巨大隱患。

（2）軋機下邊輥液壓系統和壓緊輥液壓系統處于同一油站，壓緊輥裝有伺服控制系統，要求其液壓執行機構的運行能夠精確地跟蹤隨機的控制信號的變化，液壓控制系統多位于閉環控制系統，要求系統壓力穩定、響應快、精度高。壓緊輥系統有機械—液壓—電氣一體化的電液伺服閥、壓力傳感器。這就要求系統提供高清潔度油源，原有系統與下邊輥共用一個液壓站，整個油站無任何冷卻和過濾裝置，溫度高污染嚴重，經常出現伺服閥卡死壓力無法建立等現象。壓緊輥在工作的過程中要求壓力均勻而穩定的上升，最后一般控制在12 MPa左右，由于原有元器件及管道內泄外漏嚴重，壓力無法保證，不能根據料溫任意調節使車輪無法均勻軋制，質量無法保證。整個系統元器件較大，精度低無法進行微調控制，元器件采用管式連接占地面積較大維護空間小處理問題極不方便。由于系統使用時間較長關鍵部件早已退出市場，備品備件無法采購?？刂圃骷捅帽旧淼男孤o法處理對環境造成巨大的污染。油泵電機組單一，出現問題影響整個生產。

（3）軋機上料手系統流量小，單獨油泵電機組無法滿足要求，必須兩個泵同時啟動，失去了泵組一備一用的意義，油缸前進、后退無減速裝置，對機械沖擊過大常造成地腳松動、主體開焊等現象。兩抬升缸不同步，使兩側的導向機構磨損嚴重。油泵常處于帶壓狀態不但系統發熱而且造成能源的浪費，溫度高、加速密封老化經常出現跑冒滴漏現象，環境污染嚴重。元器件采用管式連接、占地面積較大、維護空間小、處理問題極不方便。由于系統使用時間較長關鍵部件早已退出市場，備品備件無法采購，長期處于帶病工作狀態，嚴重影響生產。

（4）軋機下料手油站體積相對較小，隨設備移動對油箱的密封性要求較高，原有設備油箱密封性差，隨著設備的振動油溢出對環境造成污染。抬升、下降速度無法控制，機械振動嚴重經常出現開焊斷裂現象。

（5）軋機稀油潤滑系統是提供軋機齒輪箱潤滑的關鍵設備，衡量潤滑質量關鍵是油質和系統壓力，原有系統無任何凈化和油水分離裝置，油質差、設備潤滑效果不理想。油泵小壓力只能在3kg/cm2左右，無法保證所有潤滑點暢通（要求壓力在≥5 kg/cm2）。

2 改造的設想及思路

2007年迎來太原重工技改年，同年2月鋼輪分公司領導毅然決定將軋機液壓系統改造列入技改項目，并作為重點項目之一。立即成立七輥臥式軋機液壓系統改造小組，根據以上存在的問題進行反復測繪、論證、選型、咨詢、原理重新設計、最終確定方案、選廠家。

3 最終改造方案的確定

（1）軋機液壓系統改造包括：①軋機主軋輥液壓系統；②軋機壓緊輥液壓系統；③軋機導向輥液壓系統；④軋機下邊輥液壓系統；⑤軋機上料手液壓系統；⑥軋機下料手液壓系統；⑦軋機稀油潤滑系統。

（2）將主軋輥和導向輥兩油站分開，油泵電機組一用一備，采用雙出軸電機小泵與川崎重工變量泵排量45 mL/r（加載保壓），大泵采用伊頓定量泵排量265 mL/r（保證系統流量）這樣既有效地控制了油溫又保證了系統的速度要求，小泵加載時大泵空循環，有效地節省了能源。大泵根據要求在0～6MPa，小泵在0～18MPa之間任意調節。油泵電機組落地，控制元件選用進口REXROTH產品，精度高、響應快，采用板式連接處于同一集成塊上結構緊湊美觀、占地小、便于維護。為保證液壓系統在運行的過程中更好地凈化和冷卻，外設了低壓自循環冷卻清洗回路，回油過濾精度20 μm，冷卻器面積為5 m2。使油溫控制在50°以下，油液符合NAS1638污染等級標準。

（3）將軋機下邊輥和壓緊輥油站分開，壓緊輥裝有伺服控制系統，要求其液壓執行機構的運行能夠精確地跟蹤隨機的控制信號的變化，液壓控制系統為閉環控制系統，要求系統壓力穩定、響應快、精度高。壓緊輥系統有機械—液壓—電氣一體化的電液伺服閥、壓力傳感器。這就要求系統提供高清潔度油源，壓緊輥采用不銹鋼油箱內部不加任何處理消除以往油箱內壁材料和涂料成為油液的污染源。伺服閥前后放置進口HYDAC高精度的過濾器，過濾精度為5 μm。在滿足工藝要求的情況下與主軋輥、導向輥元器件盡量統一便于準備備件，采用雙出軸電機，小泵采用川崎重工變量泵排量45 mL/r（加載保壓），大泵采用伊頓定量泵排量265 mL/r（保證系統流量）這樣既有效地控制了油溫又保證了系統的速度要求，小泵加載時大泵空循環，有效地節省了能源。大泵根據要求在0～6 MPa，小泵在0～21 MPa之間任意調節。油泵電機組落地一用一備，控制元件選用進口REXROTH產品，精度高、響應快，采用板式連接處于同一集成塊上結構緊湊美觀、占地小、便于維護。為保證液壓系統在運行的過程中更好地凈化和冷卻，外設了低壓自循環冷卻清洗回路，平均20 min將油箱的油循環過濾1遍、回油過濾精度20 μm，冷卻器面積為5 m，保證油溫連續工作時溫度控制在50°以下，油質符合NAS1638污染等級標準。

（4）下邊輥液壓站在原有系統的基礎上將油馬達一腔加有平衡閥有效避免下邊輥下落沖擊，在總回油上設有冷卻過濾裝置。油泵電機組一用一備。保證油溫連續工作時控制在50°以下，油質符合NAS1638污染等級標準。

（5）軋機上料手為了避免上述現象，在系統前進、后退增加了快慢速，抬升油缸后腔安有分流閥使抬升同步且平穩，系統總回油裝有冷卻裝置和過濾裝置。增加油泵的排量使單獨的油泵電機組能夠滿足要求，真正實現一備一用，泵頭采用電磁溢流閥無動作時空循環系統不易發熱同時節省能源。

（6）下料手從裝配上改變以前油泵電機組及閥塊擺放位置不合理，將油箱密封并裝空氣濾清器，增加節流調速裝置消除沖擊現象。

（7）潤滑系統增加磁性過濾裝置和兩道100 μm的網式過濾器。油箱內部設有隔板將吸油區和回油區分開，隔板高度為油箱高度的1/2，回油在回油區經過過濾沉淀后從隔板上方進入吸油區，回油區設有排污口，當水位達到設定的位置時從排污口排放，系統采用NB4-C100F齒輪泵一用一備。

（8）以上所有液壓系統分別裝有壓力變送器、溫度變送器和液位控制繼電器，在操作室內裝有二次儀表和指示燈，在操作室內就可以監控站內運行情況，節省了大量巡檢時間而且第一時間發現問題。

4 改造完成效果

經過20天的安裝、調試，2007年11月13日正式投入使用，從運行情況來看，整個軋機液壓系統運行穩定、噪聲低，各軋輥和機械手定位準確反應靈敏，效率較以前有了大幅度提高，由原來每小時軋制30多片增加到目前的近40片，改變以往在軌道堆積待軋現象，保證在規定的溫度范圍內軋制，從而提高了軋制質量。液壓站內外環境有了大幅度的改善，維修空間加大。

[1]宋鴻堯等，液壓閥設計與計算.北京：國防工業出版社，1981，94

[2]史維祥等，液壓氣動計算控制系統抗干擾的研究與實踐液壓工業.1988，197

[3]何存興等，液壓元件.北京：機械工業出版社，1982，554