定尺剪壓緊裝置液壓系統優化設計*

陳知虎

(南京寶地梅山產城發展有限公司設備分公司， 江蘇 南京 210039)

引 言

隨著軋鋼產量的提高和生產節奏的加快，定尺剪的使用頻率也越來越高，對定尺剪的控制精度也越來越高。定尺剪壓緊裝置的控制系統由于只設計了一個總的節流控制閥，沒有單獨控制每組壓緊裝置液壓缸的節流量，易造成由于壓緊裝置液壓缸使用周期不同、磨損程度不同而造成每組液壓缸不同步的現象，導致壓緊裝置損傷鋼板表面，影響鋼板表面質量。

1 系統簡介

定尺剪裝置在軋鋼廠中應用極為廣泛，其安裝位置一般在雙邊剪之后，其作用是對帶鋼頭、尾進行剪切，以及對鋼板長度進行精確控制。在鋼板剪切前壓緊裝置處于高位，以使鋼板順利進入剪子，在剪切過程中壓腳落下，使鋼板穩定地固定在剪子下方，不受剪切力影響而發生歪斜，壓腳的穩定對鋼板長度精確控制起到關鍵作用。

定尺剪壓緊裝置液壓控制系統配置情況：定尺壓緊裝置共三組，由六個液壓缸進行控制，每兩個液壓缸控制一組壓緊裝置。液壓系統中相應有三組控制閥，每組控制閥由一臺三位四通電液換向閥、一臺液控單向閥和兩臺單向節流閥組成。

工作情況：優化前壓料工作時，系統中583.1三位四通電液換向閥電磁鐵B得電，壓力油通過換向閥P-A通道供到兩壓緊裝置液壓缸上腔(無桿腔)，推動液壓缸活塞向下運動，下腔(有桿腔)內的液壓油受活塞擠壓，經單向節流閥、液控單向閥、換向閥B-T通道流回油箱；此時壓緊裝置運動速度由單項節流閥717.1控制。抬升過程與此相反，在此不再單獨介紹。系統原理圖如圖1所示。

圖1 優化前系統原理圖

2 缺陷原因分析

從庫存鋼板中發現鋼板表面板頭位置寬度方向偶爾有輕微劃痕，影響帶鋼表面質量，通過對劃痕形狀和位置分析可能是定尺剪壓緊裝置本體接觸造成，并且劃痕總是單邊出現。結合現場使用情況分析，影響鋼板表面質量問題主要是由于定尺剪壓緊裝置在剪切使用時，因一組壓緊裝置的兩個液壓缸下降、上升的速度不同，在壓緊裝置接觸鋼板表面的時候一邊先壓到鋼板，一邊還未到位，壓緊裝置繼續下落，壓緊裝置在鋼板表面產生橫向滑動，壓緊裝置本體棱角凸點在鋼板表面滑動，造成鋼板表面劃傷。

經過分析，造成液壓缸不同步的原因主要有幾點：

(1)由于液壓缸的設計生產廠家不同，使得現裝機使用的六個液壓缸中，每一組的兩個液壓缸內部結構都不一樣，例如：導向環材質、密封圈型號等都不一定完全一樣，從而導致每個液壓缸設計時的開啟壓力不同(0.2-0.5 bar)，這些設計上的不一致，造成液壓缸運動速度的偏差，致使出廠時同步性就有區別。

(2)因油缸經常出現漏油更換情況，造成每個液壓缸的使用周期不同，油缸導向環、密封圈的磨損程度也不相同，其摩擦力也不一樣，使用中也會造成運動速度偏差。

(3)壓緊裝置由兩個液壓缸控制上、下運動，壓緊裝置的自身重量為385 kg，液壓缸上腔(無桿腔)進油使得活塞向下運動，由于重力作用，啟動壓力較低、摩擦力較低的液壓缸就會先動作。此時由于液壓控制系統中的單向節流閥安裝在主回路中，無法單獨控制某一個液壓缸。這樣就造成了壓緊裝置壓緊時不同步而使得帶鋼表面被劃傷。

(4)壓緊裝置油缸供油管路中節流閥開口度不一致，也會導致壓緊裝置升降不一致。節流閥在檢修過程中頻繁開關，每次開啟關閉后開口度調整不可能完全一致，需要一邊動作一邊對開口度進行調整，極容易造成開口度不一致。

根據上述情況分析，影響定尺剪剪切時鋼板表面劃傷的主要因素為：定尺剪壓緊裝置不同步，原系統控制閥組只能調節每組液壓缸的運動速度，不能控制每個液壓缸的運動速度，因此解決不了壓腳液壓缸的不同步現象。

3 優化方案

根據上述分析得出的結論，需對壓緊裝置液壓系統進行改造，使每個液壓缸能夠單獨控制運動速度。就液壓控制原理講，節流調速回路可以實現運動速度的控制。在此采用了回油節流調速控制，在定尺剪壓緊裝置的每個液壓缸有桿腔(下腔)增加一組單向節流閥，使壓緊裝置系統每個獨立的液壓缸都能實現單獨控制。在進行壓料動作時，液壓缸下腔(有桿腔)內的液壓油流出液壓缸，通過單向節流閥時產生一定的背壓，油液需克服節流閥阻力，才能流出，此阻力應大于液壓缸的開啟壓力與摩擦力的合力，否則就不能起到調節作用。實際使用過程中在調節單向節流閥時，可根據每個油缸實際情況來調整節流閥開啟量，來控制每個油缸的下降速度，使壓緊裝置系統六個油缸動作基本保持同步，這樣就避免了由于壓腳不同步而造成的鋼板表面劃傷。優化后系統原理圖如圖2所示。

圖2 優化后系統原理圖

4 試車要求

每次檢修更換完新的液壓缸或處理完接頭漏油后，特別是液壓缸下腔的接頭，要空載試車幾次，把管路內進的空氣排出，避免由于缸體進氣引起不同步現象。同時注意觀察壓緊裝置壓腳在下降過程是否同步，如幾次動作后仍不同步，則需對新增節流閥進行調整，使得每組中的油缸達到同步。

5 結束語

通過對定尺剪壓緊裝置液壓系統分析，針對現場鋼板表面質量異議進行徹底研究，對壓緊裝置液壓系統進行了深入剖析，找出了壓緊裝置液壓缸不同步是造成鋼板表面劃傷的主要原因，并對目前現有液壓系統以及機械系統進行改造，對液壓控制系統進行優化，從根本上解決了因壓緊裝置不同步造成的鋼板表面劃傷問題，提高了成品鋼板的表面質量，提升了鋼板直行率，減少了帶出品。