袁曉東 梅靜

【摘 要】介紹了冷軋帶鋼連續(xù)酸洗機(jī)組中CPC糾偏系統(tǒng)的組成，分析了CPC系統(tǒng)故障產(chǎn)生的主要原因，提出了改進(jìn)措施。

【關(guān)鍵詞】酸洗；CPC；糾偏

酸洗是冷軋帶鋼生產(chǎn)工藝流程中第一道工序，攀鋼冷軋廠引進(jìn)HITACHI公司八十年代初生產(chǎn)的連續(xù)酸洗機(jī)組，雖然在使用過(guò)程中經(jīng)過(guò)了與DEMAG公司和ABB公司等進(jìn)行了多次局部改進(jìn)，但在投入生產(chǎn)以來(lái)，CPC系統(tǒng)還是暴露出了在機(jī)械和液壓方面的先天缺陷，嚴(yán)重制約產(chǎn)量及質(zhì)量的進(jìn)一步提高。

1.CPC糾偏系統(tǒng)的組成

CPC糾偏系統(tǒng)是一個(gè)完整的閉環(huán)控制系統(tǒng)，主要由平行光發(fā)射器、平行光接收器PLS（Parallel Light Sensor）、控制單元、液壓伺服系統(tǒng)、糾偏機(jī)構(gòu)等部分組成，如圖1所示。

為確保糾偏的準(zhǔn)確性，糾偏機(jī)構(gòu)安裝找正基準(zhǔn)為機(jī)組中心線。糾偏裝置的中心位置或控制的原始位置由中心位置傳感器檢測(cè)。糾偏系統(tǒng)工作過(guò)程中，帶鋼穿行在平行光發(fā)射源和平行光接收器（PLS）之間（左右各一個(gè)PLS，沿機(jī)組中心線對(duì)稱(chēng)布置），帶鋼遮擋兩側(cè)光源的量由PLS檢測(cè)出來(lái)，并轉(zhuǎn)化為電信號(hào)傳送給控制器?？刂破鲗?duì)兩接收單元PLS傳送來(lái)的電信號(hào)之絕對(duì)差值ΔI進(jìn)行PD運(yùn)算和功率放大，輸出糾偏信號(hào)到伺服閥，控制伺服閥液壓缸的動(dòng)作方向和動(dòng)作量。伺服液壓缸驅(qū)動(dòng)浮動(dòng)機(jī)架擺動(dòng)和平動(dòng)，使帶鋼兩側(cè)受到的張力和摩擦力發(fā)生變化導(dǎo)致帶鋼位置的變化，同時(shí)也改變帶鋼遮擋光源的量和ΔI的變化。

2.CPC系統(tǒng)液壓故障分析及改進(jìn)措施

本套酸洗機(jī)組共有七套獨(dú)立的CPC液壓系統(tǒng)，每套系統(tǒng)獨(dú)立控制一個(gè)帶鋼糾偏裝置，其功能是：不管引起帶鋼跑偏的各種擾動(dòng)因素如何變化，糾偏裝置都能自動(dòng)調(diào)節(jié)，防止帶鋼跑偏。此CPC液壓控制系統(tǒng)全部使用EMG公司的HR100V25液壓控制裝置，系統(tǒng)原理圖如圖2所示。

CPC液壓控制系統(tǒng)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，原設(shè)計(jì)中考慮的糾偏能力略小，未考慮來(lái)料板形差而導(dǎo)致糾偏增大的狀況，致使目前CPC液壓系統(tǒng)溫度高，同時(shí)伴隨著故障的突發(fā)性，具體缺陷如下：①系統(tǒng)采用風(fēng)冷冷卻器，由于生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)鐵粉、灰塵多，容易堆積在冷卻器散熱片上，大大降低了冷卻效果，致使油溫較高；②泵安裝在油箱內(nèi)，造成液壓泵有些日檢查項(xiàng)目無(wú)法開(kāi)展，而且當(dāng)泵、聯(lián)軸器出現(xiàn)故障更換時(shí)，會(huì)造成人為的油液污染，縮短伺服閥的使用壽命，同時(shí)增加故障停機(jī)時(shí)間；③此七套CPC系統(tǒng)均沒(méi)有備用泵，任何一臺(tái)泵站故障均會(huì)造成機(jī)組停機(jī)，已不能滿足連續(xù)機(jī)組的生產(chǎn)要求。

CPC液壓系統(tǒng)的改進(jìn)方案：將此七套獨(dú)立CPC液壓系統(tǒng)合并為一個(gè)液壓系統(tǒng)，新制油箱一個(gè)，在油箱外面安裝兩臺(tái)恒壓變量泵，其中一臺(tái)為備用泵，系統(tǒng)安裝進(jìn)油、回油過(guò)濾器、水冷卻器，閥組不變，如圖3所示。

3.CPC系統(tǒng)機(jī)械故障分析及改進(jìn)措施

本系統(tǒng)在實(shí)際使用過(guò)程中，當(dāng)來(lái)料帶鋼板形良好和入口活套保持適中的充套量時(shí)，CPC系統(tǒng)可以基本實(shí)現(xiàn)其糾偏功能；當(dāng)來(lái)料帶鋼板形不良、活套托輥不均磨損嚴(yán)重或入口活套充套量超過(guò)80%時(shí)，大多數(shù)情況下帶鋼將向傳動(dòng)側(cè)偏離機(jī)組中心線0.2m-0.3m，CPC系統(tǒng)的伺服液壓缸已到全行程，跑偏的帶鋼因無(wú)法糾回，而拉傷糾偏裝置固定框架，掛壞帶鋼邊部和酸槽，影響矯直質(zhì)量，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)造成斷帶停機(jī)。生產(chǎn)中，常采用降速或停機(jī)消除帶鋼張力后，手動(dòng)糾偏的辦法來(lái)維持生產(chǎn)。

CPC采用伺服液壓缸驅(qū)動(dòng)的四連桿搖擺機(jī)構(gòu)，其糾偏能力不足是導(dǎo)致CPC系統(tǒng)故障的原因之一。如圖4所示，其糾偏運(yùn)動(dòng)可分解為繞基準(zhǔn)點(diǎn)O點(diǎn)的轉(zhuǎn)動(dòng)和垂直于HOG方向的平動(dòng)。其糾偏能力大小主要取決于：①平動(dòng)距離Smax；②帶鋼與糾偏輥母線方向的摩擦系數(shù)f（因工藝要求糾偏輥外襯硬聚氨酯層，其最大厚度hmax=0.017m）；③∠ADS和∠COCˊ的大小。

來(lái)料帶鋼板形差和活套內(nèi)托輥的不均勻磨損是帶鋼跑偏的另一原因。對(duì)于來(lái)料帶鋼板形差方面，由于屬外部原因所致，無(wú)法進(jìn)行改善。為減少輥?zhàn)拥哪p，首先對(duì)輥?zhàn)颖砻饕r硬聚氨酯層，以增加抗磨強(qiáng)度；其次加強(qiáng)對(duì)輥?zhàn)颖砻婺p的監(jiān)護(hù)，制定輥?zhàn)邮褂弥芷?，以保證輥?zhàn)釉谖闯霈F(xiàn)嚴(yán)重磨損時(shí)及時(shí)地更換。

4.結(jié)論

通過(guò)對(duì)酸洗CPC液壓系統(tǒng)改造，增大了系統(tǒng)糾偏能力，改善了系統(tǒng)糾偏效果；方便了設(shè)備正常點(diǎn)檢，有利于消除隱患，使設(shè)備長(zhǎng)期低故障運(yùn)行，減少維護(hù)工作量；同時(shí)，因?yàn)橛袀溆帽茫蟠鬁p少了因酸洗CPC故障而停機(jī)的時(shí)間，為提高產(chǎn)量打下了基礎(chǔ)；另外，提高了系統(tǒng)元件使用壽命，降低了備件消耗費(fèi)用，節(jié)約成本。

參考文獻(xiàn)：

[1]雷天覺(jué).《液壓工程師手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990.

[2][美]V.B.金茲伯格.《高精度扳帶材軋制理論與實(shí)踐》.北京：冶金工業(yè)出版社，2000.

[3]周士昌.《液壓氣動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)運(yùn)行禁忌470例》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[4]聞邦椿.《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

作者簡(jiǎn)介：

袁曉東（1969—），男，漢族，四川瀘州市人，副教授，碩士，主要從事液壓技術(shù)方面的科研和教學(xué)工作。