某廠七輥矯直機(jī)傳動(dòng)軸斷裂故障分析.pdf

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1、2010年10月機(jī)床與液壓0ct．2010第38卷第2O期MACHINETOOL&HYDRAUUCSV01．38No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．20．039某廠七輥矯直機(jī)傳動(dòng)軸斷裂故障分析付曙光，劉龍園，顏俊。(1．武漢科技大學(xué)機(jī)械自動(dòng)化學(xué)院，湖北武漢430081；2．洪都航空工業(yè)集團(tuán)650飛機(jī)設(shè)計(jì)所，江西南昌330024；3．武漢鋼鐵股份有限公司熱軋廠，湖北武漢430082)摘要：針對(duì)某廠精整橫切線1鐫直機(jī)出現(xiàn)的傳動(dòng)軸斷裂、工作輥軸承損壞的問(wèn)題進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)

2、試、分析，得出導(dǎo)致該問(wèn)題出現(xiàn)的原因是伺服缸安全閥設(shè)定壓力過(guò)高。通過(guò)仿真分析，計(jì)算出該矯直機(jī)伺服缸安全閥設(shè)定壓力為22MPa時(shí)較為合理。生產(chǎn)實(shí)際表明，伺服缸安全閥設(shè)定壓力調(diào)整為22MPa后，該矯直機(jī)未出現(xiàn)傳動(dòng)軸斷裂、工作輥軸承損壞的問(wèn)題，運(yùn)行情況良好。關(guān)鍵詞：矯直機(jī)；伺服缸；測(cè)試分析；仿真分析中圖分類(lèi)號(hào)：TG333；TH137．9文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B文章編號(hào)：1001—3881(2010)20—115—4隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展，各行業(yè)對(duì)熱軋鋼板的統(tǒng)等組成。其工作輥為上3下4布置，如圖2所示。需求越來(lái)越大，對(duì)熱

3、軋鋼板產(chǎn)品質(zhì)量的要求也越來(lái)越高?。某熱軋廠主要生產(chǎn)板厚5～25．4mm、板寬圖1某廠精整橫切線設(shè)備布置框圖850～2100mm、板長(zhǎng)2～16m、可達(dá)600MPa(其中厚度5～20mm，可達(dá)800MPa)的中厚板。該廠精整橫切機(jī)組全套機(jī)械設(shè)備由德國(guó)SMS設(shè)計(jì)、部分設(shè)備由國(guó)內(nèi)配套。自投產(chǎn)以來(lái)，精整橫切線關(guān)鍵設(shè)備(矯直機(jī))一直存在若干方面的問(wèn)題，至今未能得到有效解決。隨著高強(qiáng)度、厚規(guī)格產(chǎn)品比重的增～加，該橫切線存在的問(wèn)題日益突出，已成為保證生掂禽。產(chǎn)、提高產(chǎn)量和質(zhì)量、擴(kuò)充高強(qiáng)度新品種的制約瓶頸。在實(shí)際生產(chǎn)中

4、，存在如下問(wèn)題：圖2矯直機(jī)工作輥簡(jiǎn)圖(1)在矯直高強(qiáng)度薄板時(shí)，會(huì)產(chǎn)生龜背現(xiàn)象，其工藝控制模型中液壓壓下明顯不足；(2)在矯直高強(qiáng)度厚板時(shí)(厚度>16mm，屈服強(qiáng)度>600MPa)，控制模型修正幅度大，精度差；(3)矯直機(jī)在矯高強(qiáng)度、厚規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，矯直機(jī)傳動(dòng)軸經(jīng)常斷裂，工作輥軸承經(jīng)常損壞；(4)在高強(qiáng)度的厚板生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)架的振動(dòng)非常大，影響鋼板的質(zhì)量。作者針對(duì)該精整橫切線1#矯直機(jī)在矯高強(qiáng)度、設(shè)定壓厚規(guī)格產(chǎn)品時(shí)，矯直機(jī)傳動(dòng)軸斷裂、工作輥軸承損壞的現(xiàn)象進(jìn)行分析，并提出了解決方案。1矯直機(jī)工作原理該廠精整

5、橫切線設(shè)備布置如圖1所示，該機(jī)組中包含了2臺(tái)矯直機(jī)：1#7輥矯直機(jī)和2#11輥矯直機(jī)，圖3矯直機(jī)系統(tǒng)液壓簡(jiǎn)圖2臺(tái)矯直機(jī)的工作原理和結(jié)構(gòu)形式基本相同。該矯直機(jī)液壓控制系統(tǒng)主要由2部分組成：位l#矯直機(jī)屬7輥冷矯直機(jī)，由工作輥系統(tǒng)、支撐置控制系統(tǒng)(輥縫控制系統(tǒng))和速度控制系統(tǒng)。其輥系統(tǒng)、主傳動(dòng)系統(tǒng)、輥縫調(diào)整系統(tǒng)以及凸度調(diào)整系中位置控制是決定矯直板材效果的最關(guān)鍵部分，采收稿日期：2009—09—28作者簡(jiǎn)介：付曙光(1980一)，男，博士研究生，主要從事流體傳動(dòng)與控制、液壓系統(tǒng)故障診斷等方面的研究。E—ma

6、il：wustyy6@126．tom。·ll6·機(jī)床與液壓第38卷用閉環(huán)控制，其液壓系統(tǒng)原理簡(jiǎn)圖如圖3所示。上矯輥驅(qū)動(dòng)平板采用4個(gè)伺服液壓缸，布置在機(jī)架與上橫梁之間，控制上輥的壓下量，同時(shí)作為該機(jī)的過(guò)載保護(hù)系統(tǒng)。系統(tǒng)采用三位四通O型電液伺服閥控制單出活塞桿伺服液壓缸的無(wú)桿腔。當(dāng)系統(tǒng)向伺服缸無(wú)桿腔供油時(shí)，上矯輥驅(qū)動(dòng)平板下移，輥縫減?。划?dāng)系統(tǒng)向伺圖52#4#缸桿側(cè)(有桿腔)壓力服缸有桿腔供油時(shí)，上矯輥驅(qū)動(dòng)平板上移，輥縫增加。該系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)“傾斜”、“旋轉(zhuǎn)”和“組合調(diào)整”3種調(diào)整功能：“傾斜”調(diào)整主要針對(duì)人

7、口端壓下量大于出口端壓下量的情況，在鋼板進(jìn)人矯直機(jī)初期發(fā)生大的彈塑性變形時(shí)，迅速使鋼板內(nèi)的各種變形曲率趨于一致，然后利用小變形達(dá)到矯直的目的；“旋轉(zhuǎn)”調(diào)整針對(duì)鋼板某一側(cè)“邊浪”缺陷，使矯直機(jī)工作側(cè)和傳動(dòng)側(cè)的壓下量不同，達(dá)到矯直的目圖61}}缸塞側(cè)(無(wú)桿腔)壓力的；“組合調(diào)整”則是同時(shí)進(jìn)行“傾斜”和“旋轉(zhuǎn)”調(diào)整。在板材矯直的過(guò)程中，矯直力的變化會(huì)使輥縫產(chǎn)生擾動(dòng)，引起伺服缸位移的變化，傳感器將這一變化反饋至控制系統(tǒng)，通過(guò)調(diào)節(jié)伺服閥來(lái)控制輸入到伺服缸無(wú)桿腔的流量，使輥縫維持在恒定值。伺服缸有桿腔的壓力由減壓

8、閥提供背壓，可以認(rèn)為是圖72}}缸塞側(cè)(無(wú)桿腔)壓力～個(gè)常數(shù)。2測(cè)試數(shù)據(jù)及分析2．i測(cè)試說(shuō)明(1)此次分析數(shù)據(jù)來(lái)源于當(dāng)矯直機(jī)矯直厚規(guī)格、高強(qiáng)度產(chǎn)品時(shí)，現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量的數(shù)據(jù)；(2)數(shù)據(jù)采樣頻率為200Hz，分析時(shí)施行降躁處理(10Hz)：圖83#缸塞側(cè)(無(wú)桿腔)壓力(3)數(shù)據(jù)采樣時(shí)被矯直鋼卷號(hào)為：72058148(材質(zhì)HG18，規(guī)格(h×b×L)：25mm×1938mm×100400mm)；72118355(材質(zhì)WL510，規(guī)格(h×b×L)：16mmX1828