步进梁定位不准问题的分析和改进

-精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 1 步进梁定位不准问题的分析和改进 步进梁是轧钢厂最常用的钢卷运 输设备之一，从热轧卷取机出来的钢卷 一般是通过步进梁运输，到后面通过快 速链、慢速链运送到成品库。步进梁一 般处于地下，步进梁上布置有马鞍形焊 接结构的固定鞍座，每个固定鞍座相距 一定距离进行布置，活动梁每运行一个 周期则会把钢卷从一个固定鞍座移动到 下一个固定鞍座上。如果该设备出现问 题将直接影响钢材的产量，因为单凭天 车吊运是跟不上轧制节奏的，所以做好 该设备的检修和维护以保证它的正常运 行就显得尤为重要。 中国论文网 /3/view-12932024.htm 步进梁的机构及工作原理 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 2 步进梁由固定梁、活动梁、偏心 轮、车轮、同步连杆、传动液压缸和行 程控制装置等部分组成。固定梁和动梁 上均有若干个间隔相同步距的鞍座，动 梁有升降和横移两种运动形式。 工作原理黾步进梁运输时，动梁 升起，将固定梁上的钢卷托起，动梁再 横移一个步距，将钢卷运到下一个卷位， 动梁再下降，将钢卷放在固定梁，动梁 再回到起始位置，等待下一个运输周期。 步进梁的横移动作一般由平移缸推动， 主要用以克服摩擦力，偏心轮式步进梁 的升降主要利用偏心距实现的。偏心轮 安装在动梁上，偏心轮与动梁之间有轴 承连接，动梁的车轮安装在偏心轮的偏 心位置，车轮中心与偏心轮中心距离就 是偏心距，液压缸推动偏心轮转动，由 于车轮始终与钢轨接触，车轮中心的标 高不会变，所以偏心轮中心的高度会因 其转动而变化，动梁也就随之升降。 影响钢卷定位精度的因素及原因 分析 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 3 步进梁作为热轧钢卷生产中接收 和运输钢卷重要环节，操作水平和机械 电气安装、定位精度直接影响钢卷运输 安全和生产效率。自机组投产以来，在 使用过程中经常出现跑遍、无法到位等 情况，已多次发生因系统运输偏差过大 而导致钢卷脱落，致使钢卷及机械电气 设备损坏。影响步进梁的正常投入使用； 同时，故障严重性，也给操作人员操作 形成心理压力，这一定程度上也影响了 生产顺利进行。总结其影响因素有以下 几个方面： 移动缸对钢卷定位影响，步进梁 体现移动缸动作结果。步进梁移动缸对 钢卷定位产生影响，主要有以下两个原 因：一是液压缸行程制造时偏差过大， 导致运卷累积误差增大；二是液压系统 出现故障，造成累积误差增加，移动缸 出现内泄漏（当然，内泄严重时系统将 无法正常工作） ，当移动缸返回末端定 位时，有杆腔压力高于无杆腔，有杆腔 高压油流向无杆腔致使活塞向前移动， -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 4 产生钢卷定位偏差；钢卷连续运输，使 累积偏差增加。图中安全阀 1 发生故障 出现泄漏，同样导致有杆腔高压油流向 无杆腔，其影响结果与移动缸内泄相同； 热轧/-N 成钢卷运输偏移液压系统故障 主要就是此安全阀损坏造成。另外，从 原理分析比例阀零偏过大也会出现钢卷 偏移，使运输系统无法正常工作。 电气控制信号问题。接近开关的 定位安装不准、接近开关失灵以及步进 梁移动速度的高低等可能导致步距偏差 的原因。 接近开关对钢卷偏移影响表现为 步进梁横向摆动时间接影响移动缸定位。 由于振动等原因步进梁行走时，产生横 向摆动；同时步进梁采取接近开关进行 减速、停止等控制，感应板与接近开关 距离变化，直接影响移动缸停止位，也 就是说影响到步进梁移动缸每次停止时 定位，这必然对钢卷定位产生不利影响。 在步进梁的运作中，移动速度控 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 5 制也是个重要问题。速度控制不好，对 运输任务和步进梁本身都会带来负面影 响。例如速度控制太低造成运输效率下 降，影响节奏，耽误生产；速度过大， 可能造成液压缸和梁体的物理损伤，在 梁上满载钢卷时这种损伤将会更为严重， 巨大的惯性对液压缸的冲击非常巨大， 降低其使用寿命。 改进措施及效果（结构、原理） 为了对步进梁的控制更精确，让 步进梁每次的启动和停止的位置不变， 能够使步进梁及时准确的向 PLC 反馈 位置坐标，加装一个拉线式位移传感器。 （拉线式位移传感器工作原理：拉线式 位移传感器的功能是把机械运动转换成 可以计量，记录或传送的电信号。位移 传感器由可拉伸的不锈钢绳绕在一个有 螺纹的轮毂上，此轮毂与一个精密旋转 感应器连接在一起，感应器可以是增量 编码器，绝对（独立）编码器，混合或 导电塑料旋转电位计，同步器或解析器。 工作方式是编码器通过油缸的形程计算 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 6 出油缸运行的距离，如果达到设定的减 速距离时，编码器向比例阀发出减速命 令，油缸进行减速运行，当编码器计算 出的距离达到停止位置距离时，编码器 向比例阀发出停止命令，步进梁停止。 ） 操作上，拉线式位移传感器可以 安装在固定于钢轨底座上，拉绳安装在 步进梁车轮中轴上，运动发生时，拉绳 伸展和收缩。一个内部弹簧保证拉绳的 张紧度不变。带螺纹的轮毂带动精密旋 转感应器旋转，输出一个与拉绳移动距 离成比例的电信号。测量输出信号可以 得出运动物体的位移、方向或速率。拉 线式位移传感器安装位置。 采用一个拉线式位移传感器代替 原有步进梁中平移位置接近开关的功能， 通过采集拉线伸缩量信号即可准确判断 步进梁平移取卷、运卷位置，从而计算 出平移缸的实际行程，并对速度控制进 行适当调节，可分为两个方面：步进梁 正常运动的速度调节和步进梁接受到减 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 7 速信号后的速度调节。步进梁每个停止 位置都有两个 PLC 信号，减速位信号 （slow）和停止位信号（stop） ，当步进 梁以正常的运动速度通过减速位 （slow）时，应该立即开始减速运动， 直至步进梁到达停止位而停止动作。对 步进梁的速度调节，电气人员一般可在 现场电气柜通过对液压控制阀信号放大 模块操作进行，或者在 PLC 控制程序 中对相应速度参数做适当的调整。在速 度调节时，需要对步进梁空载和满载两 种情况综合考虑，从而达到步进梁步距 的可靠控制及信号跟踪。完成改造、调 试，经过运行，各项性能指标均符合设 计要求，并达到了以下效果： （1）减缓了对机械设备的惯性 冲击，系统故障率降低 60%，作业率提 高 25%。 （2）步进梁步距控制和自动定 位控制可靠准确，钢卷运输实现全自动 控制，产量提升 60t/h。 （3）备件更换率明显降低，月 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 8 节约备件费用 2 万元左右。 （4）相比接近开关更精密、准 确、专业，且编码器的设备维护费用也 更低。 拉线式位移传感器应用中的问题 环境影响。生产现场的诸多环境 因素都会影响到传感器的使用，如安装 部位温度高、湿度大，会导致光电检测 装置内部的电子元件特生改变或损坏， 误发出信号。车轮转轴和活动梁的振动， 会损坏拉线式位移传感器的内部功能。 造成误发脉冲，从而导致控制系统不稳 定或误动作。 所以需要改变位移传感器的安装 方式。在步进梁车轮轴与传感器轴之间 采用柔性连接，以减轻电动机冲击负载 对拉线式传感器的机械冲击。刚性连接 传感器与步进梁轴组成一个刚性系统。 刚性系统强加在轴向或径向过多的力会 损坏拉线式位移传感器，而柔性连接之 间的扭转力，将加在拉线式传感器轴上 的轴向或径向力控制在允许范围内。 -精选财经经济类资料- -最新财经经济资料-感谢阅读- 9 改善现场的作业环境，使其温度、 湿度到达传感器所要求的工作条件。 电磁干扰。生产现场中不可避免 各种电磁干_源，例如：在使用电焊 机时，电弧的电离作用，辐射出的电磁 波，对光电检测装置产生的干扰，