轧制出现波纹的分析与维修

2013年6月5日,轧制出现波纹的分析与维修,前言,目前我公司十堰工厂一车间拥有3台轧机，四车间拥有2台轧机，他们承担着公司绝大多数变截面产品的轧制。轧制产品过程中产生波纹影响了产品的外观，严重的甚至会影响到板簧的质量。轧机产生波纹的现象时有发生，且发生该故障时由于该设备的修理复杂系数较高，致使处理的周期一般都较长。本次课题报告根据之前维修人员的经验积累和我个人参与的多次维修过程中的心得体会整理而成，具有一般指导性及参考性。,轧制出现波纹的分析与维修,轧机的基本介绍轧制过程的概述轧制出现波纹的常见原因与分析轧制产生波纹的维修步骤与经验个人体会与想法,轧机的构造按轧机的结构可以将轧机分为五个部分：液压站、轧制部分、后立辊机构、牵引小车机构以及移料与辊道机构，而与轧制产生波纹有关系的是液压站、轧制部分以及牵引小车机构。液压站液压站包括伺服液压站及辅助液压站。伺服液压站主要是针对伺服液压系统，也就是只提供轧辊上下轧制动作的动力系统。辅助液压站主要是针对辅助液压系统，也即是提供轧机其他如移料、牵引、后立辊整宽等动作的系统。,轧机的基本介绍,轧机的基本介绍,轧制部分,轧机的基本介绍,上轧辊,下轧辊,光栅尺,轧制部分与轧制出现波纹有关系的最主要的部件有三个，即光栅尺、上轧辊以及下轧辊。光栅尺是系统确定轧辊间距的感应机构。,牵引小车机构,牵引小车,拉料缸,同步带及位置编码器,牵引小车由拉料缸带动，通过与小车相连的同步带及带有同步带轮的编码器来确定小车的位置。,轧机的基本介绍,核心元件电液伺服阀,这个价值1万元左右的精密小元件是整个轧制过程中最重要的控制机构。它是一种接受模拟电信号后，相应输出调制的流量和压力的液压控制阀。它的控制精度直接决定上轧辊的运动位移精度。,轧制准备两个维修人员必须会的操作基准设置,轧机过程的概述,该步骤可按照说明书上的操作要求进行编码器位置定零，是轧制过程中轧制厚度的保证。也是维修人员在维修前必须要做的事情。,试轧检验,通过试轧检验来观察控制曲线与理论曲线的重合度，只有重合度高才会轧出满足工艺要求的产品。,轧制过程的概述,轧制工作过程闭环伺服系统,电液伺服阀,上轧辊,下轧辊,待轧钢板,牵引小车,光栅尺,同步带轮及位置编码器,电脑主机,给电液伺服阀模拟电信号,通过同步带传递位置信息,反馈钢板及小车位置信息,位置固定不动,光栅标尺随上轧辊移动,控制上轧辊运动,感应并反馈上轧辊的位置信息,牵引小车速度可调但不可控,相对位置固定,根据上述轧制过程的原理图，可以不难看出，在板簧轧制参数正确的情况下，会导致轧制出现波纹的可能及常见的环节有：牵引小车的速度由于轧机的牵引小车速度可调而不可控，而伺服阀流量有限制，所以牵引小车的速度不能太快也不能太慢，一般保持在340mm/s360mm/s的范围内。同步带及同步带轮的稳定性同步带及同步带轮是牵引小车及钢板位置的直接反映装置，其松动会导致牵引小车的位置出现不稳定性，进而导致反馈位置信息的不稳定性，影响到电脑主机对轧制环节的控制。,轧制出现波纹的常见原因与分析,光栅尺的松动光栅尺是检测上下轧辊间距的装置，其松动会造成上轧辊位置的不稳定，进而反馈给电脑主机不实的信息，从而影响主机对伺服阀的控制，导致轧制出现波纹等故障。电液伺服阀的堵塞考虑到实际操作及经济因素，我们的轧机伺服油箱没有进行经常的清洗及换油工作，导致油箱中液压油的杂质很多，容易造成电液伺服阀的堵塞。经我近半年的工作经验，每个伺服阀的使用更换周期一般不超过2个月。伺服阀的堵塞会导致轧辊的动作无法被精确的控制，进而导致轧制波纹的出现。,轧制出现波纹的常见原因与分析,轧辊的因素由于轧辊是易损件，其表面会随着轧制产品数量的增多及其宽度的变化导致轧辊表面磨损，另外我们的轧辊磨损后到外委进行加工时采用的是精车工艺，没有经过磨削处理，也会造成轧辊表面的粗糙度达不到要求。去年曾经发生过一次由于轧辊粗糙度达不到要求而导致钢板出现“花纹”（当时的波纹无法检测）的情形。电脑主机的因素去年12月份发生过一起2#轧机出现波纹而导致该设备停工2个星期的现象，我们当时把我们所能想到的因素都考虑了，并采取了解决办法，最后还是无法解决，上轧辊一直都出现振幅较大的抖动现象。当时在实在无法可想的情况下将该设备的电脑主板用氧气吹拂进行了清洁处理，后来问题得到解决。这次维修经历也提醒了我们要注意粉尘对电子器件的干扰。,轧制出现波纹的常见原因与分析,轧制出现波纹的常见原因与分析,电液伺服阀,上轧辊,下轧辊,待轧钢板,牵引小车,光栅尺,同步带轮及位置编码器,电脑主机,给电液伺服阀模拟电信号,通过同步带传递位置信息,反馈钢板及小车位置信息,位置固定不动,光栅标尺随上轧辊移动,控制上轧辊运动,感应并反馈上轧辊的位置信息,牵引小车速度可调但不可控,相对位置固定,易发故障环节如图：,速度不稳,松动,松动,堵塞,粗糙度,粉尘及其他干扰,根据轧制过程中出现波纹的常见原因与分析及个人的实际维修经验，对轧制出现波纹的一般维修步骤进行了总结。观察钢板上出现轧制波纹的形状和位置如果钢板出现的波纹是不连续的，即一般是起轧点有1-2道波纹，而平直段无波纹，出现这种状况的原因一般是轧制参数及初始辊缝的设置所致，只需在主机上对轧制参数进行优化或对初始辊缝进行重新设置。如果钢板出现的波纹是规则的（波纹的间距相等）“花纹”或波纹形状，一般导致这种现象的原因是由于轧辊表面不光滑所致，对轧辊进行检查及抛光机抛光处理。观察上轧辊的上下动作如果上轧辊只有上升或下降的动作或其上升与下降的速度不相近，调节控制面板上的伺服电流偏差，使上轧辊上升和下降的速度一致。,轧制出现波纹的维修步骤与经验,如果空轧理论曲线和控制曲线重合得好，说明编码器和辊缝传感器、计算机控制系统没有问题。主要是机械连接间隙和轧辊线速度和拉料配合问题。此时查看上下轧辊的连接部位的螺栓是否有松动，并查看拉料缸的后退速度，观察是否在340mm/s360mm/s范围之间，如不在，调节辅助液压系统节流阀对拉料缸速度进行调整，之后再查看空轧曲线的重合度。如果波纹还不能消除，检查实轧时轧辊、同步带的传动、光栅尺等是否由于实轧受力而出现了松动。,轧制出现波纹的维修步骤与经验,空轧观察试轧检验曲线,轧制出现波纹的维修步骤与经验,上图中黄色曲线为理论曲线，蓝色曲线为空轧检测曲线，两条曲线基本重合。,牵引小车拉料后退速度为432.05mm/s，有点偏快。,如果空轧曲线重合度不好，则须修改或优化轧制参数，并对光栅尺及同步带的传动进行检查。光栅尺及同步带传动的检查方法：重复将轧辊上升下降到上下极限10次，记录辊缝Y的数值，分析重复性，如相差超出上表，再关闭主机，轧辊停转，如还相差超出上表，可判断辊缝检测系统有问题。此类问题光栅尺占95%，光栅尺到数显卡电缆接头占4%，数显卡接触不良占1%。重复将拉料小车前进后退到极限10次，记录拉料X的数值，分析重复性，如相差超出上表，可判断小车位置检测系统有问题。此类问题联轴器占90%，同步带及连接传动占6%，编码器占3%数显卡接触不良占1%。更换电液伺服阀此步骤在上轧辊无上下动作或者经上述检查调整后仍然无果的情况下进行。主要原因是，电液伺服阀是否堵塞容易判断，但其轻微堵塞及是否损坏不好进行判断。此外需注意：上述维修步骤的先后顺序要根据现场的实际情况进行！,轧制出现波纹的维修步骤与经验,个人体会由轧制的工作原理可以看出，轧制过程是一个闭环的伺服系统，其中的每一环节出故障都可能导致轧制产生波纹，其涉及到了电气、机械及液压三方面专业的知识，而且每次产生波纹几乎都是一个综合性的问题，维修起来难度大、耗时长，这就迫使得我们要花时间去了解及掌握其他方面专业知识。在过去的一年工作中，通过参与轧制波纹故障的维修，使我开始接触并渐渐学到其他专业方面的知识，增广了自己的视野，并使我现场处理问题的能力得到了较大程度的提升。,个人体会及想法,个人体会及想法,目前维修的难点目前轧制出现波纹维修过程中的主要难点在于伺服阀的好坏无法进行判定。一般伺服阀堵塞的话，我们通过手动控制观察上轧辊的上下动作就可以看出来，但如果伺服阀是轻微堵塞或者是出现损坏（诸如中位不稳等）的情况我们就无法进行快速有效判断。目前由于伺服阀的