雙邊剪壓板裝置液壓控制系統結構方式改造

李 濤，田遵超，劉近軍

（山鋼集團萊蕪分公司銀山型鋼寬厚板事業部，山東 萊蕪271104）

1 前 言

萊鋼4 300 mm 寬厚板生產線雙邊剪設備分為固定側和移動側兩部分，其中移動側可以根據鋼板需要剪切的寬度進行移動調整，其主要功能是對軋制出的鋼板進行寬度方向上的兩側切邊，使鋼板的寬度尺寸滿足客戶訂單要求。雙邊剪兩側壓板裝置的主要作用是在刀架剪刃進行鋼板切邊時，壓緊剪切部位的鋼板邊部，消除因鋼板彈性變形、鋼板被剪刃帶起等造成的鋼板切邊質量不良問題。在實際生產剪切過程中，根據鋼板剪切節奏速度設定的壓板下壓和抬起的頻次和速度都很快。而之前的壓板裝置液壓控制系統頻率響應速度跟不上壓板的動作頻次和速度，經常出現壓板下壓和抬起不到位、不動作等問題。壓板裝置的使用性能較差，需要通過對控制其動作的液壓系統結構方式進行創新改造，提升液壓控制響應速度頻率以滿足壓板裝置的高頻快速動作要求，實現壓板裝置的有效功能［1-2］。

2 現狀分析

雙邊剪兩側壓板裝置安裝在剪切刀架的前方，未進行鋼板剪切前，壓板抬起在最高位。當要準備剪切鋼板時，壓板先下降到待壓位置（比待剪切厚度鋼板表面高出25 mm）。在鋼板剪切過程中，壓板從待壓位置下壓，壓住鋼板進行一個步長的剪切，之后壓板裝置迅速抬起至待壓位置，鋼板往前移動一個剪切步長后壓板再次下壓壓住鋼板進行剪切。如此反復直到整塊鋼板兩側全部完成切邊，壓板完全抬起到最高位。壓板裝置是通過一個高頻比例閥控制液壓缸活塞桿上下伸縮來實現快速下壓和抬起動作。壓板的下壓和抬起的位置和行程判斷是通過液壓缸內置磁尺來顯示反饋的。在鋼板自動剪切過程中，經常出現因多次動作產生累計誤差，造成磁尺反饋的壓板位置或行程與程序設定尺寸范圍不符，導致雙邊剪兩側剪切刀架停止剪切或鋼板不往前移動、不斷空切的情況，需要切換到手動模式，手動控制壓板動作到要求的位置，再重新切換到自動回復剪切，嚴重影響剪切效率。同時因壓板動作的位置和行程是設定在一個范圍值內，允許產生一定的偏差，在鋼板剪切過程中，經常出現壓板下壓時，實際上沒有壓到鋼板的情況，導致鋼板切邊質量不良的問題。為此，通過分析研究，對控制雙邊剪壓板裝置動作的液壓系統結構方式進行了改造創新，以解決鋼板剪切過程中壓板動作存在的問題。

3 改造方案

3.1 壓板裝置液壓缸結構性創新改造

將壓板裝置動作由一個液壓缸控制改為兩個液壓缸控制，在原壓板液壓缸下部連接安裝1個30 mm 短行程的液壓缸，如圖1 所示。將原壓板液壓缸活塞桿下端連接耳軸改為法蘭盤，新增的液壓缸通過缸筒上端法蘭盤與原壓板液壓缸活塞桿下端的法蘭盤連接進行固定。原壓板液壓缸只用于控制壓板抬起到最高位和下降到待壓位。新增的短行程液壓缸用于控制壓板在待壓位與壓緊鋼板位之間來回動作。

圖1 壓板液壓控制結構

當要剪切鋼板時，原壓板液壓缸動作將壓板下降到待壓位后保存靜止不動（同原動作控制方式一樣，根據鋼板厚度，壓板待壓位始終比鋼板上表面高出25 mm）。剪切過程中只通過下部新增的短行程液壓缸控制壓板從待壓位下壓壓住鋼板再回到待壓位。短行程液壓缸動作通過一個高頻響應換向閥控制，保證液壓缸活塞桿能夠高頻次快速地在待壓位到壓緊鋼板兩個位置之間來回動作。并通過固定在短行程液壓缸缸筒上的接近開關信號判斷壓板是否回到待壓位，以確認鋼板可前移一個剪切步長執行下一次剪切動作（程序聯鎖保護，防止壓板壓緊鋼板未抬起就前移鋼板造成壓板損壞）。不僅能夠保證壓板每次都能壓緊鋼板，同時也避免了由一個帶磁尺反饋的液壓缸經多次動作后產生累計位置誤差導致磁尺位置反饋超差而造成的停止剪切或空切問題。

3.2 壓板裝置液壓缸控制閥組閥臺前移改造

將原壓板裝置液壓控制閥組閥臺前移到液壓缸附近，盡量縮短換向控制閥與兩個壓板動作液壓缸之間的管路距離，降低因管路過長造成的換向控制閥與液壓缸動作同步響應偏差。即當控制閥命令發出進行換向動作時，液壓缸能在最短時間里帶動壓板進行同步響應動作，盡可能保證控制閥與壓板動作同頻響應。

原壓板裝置控制閥組閥臺與液壓缸之間的連接管路有15 m長。根據壓板裝置液壓缸控制閥組液壓控制原理，設計制作一個新的小型閥臺，安裝在離液壓缸最近且可實現安裝固定的位置（閥臺與液壓缸之間的連接管路縮短為1.6 m）。把兩個壓板動作控制液壓缸的控制閥組安裝到該閥臺上，從原閥臺的控制油管路上分別引出供油、回油、泄油3路管路連接到新閥臺對應的油口位置，再將新閥臺閥后控制油路分別與對用的液壓缸控制油路連接起來。這樣就實現了壓板裝置液壓缸控制閥組閥臺的前移改造。

4 改造效果

通過對雙邊剪壓板裝置液壓控制系統結構方式改造，應用效果很好。壓板裝置的動作頻率與鋼板剪切動作的跟隨性十分匹配，沒有再出現壓板抬起或下壓不到位的情況，很好地解決了壓板裝置動作異常造成的空切、不切以及壓板不抬被鋼板撞擊而發生損壞等故障停機，極大地提升了鋼板剪切效率，降低了設備維護維修成本。