摘 要：液壓伺服系統(tǒng)是板坯連鑄機(jī)輕壓下控制技術(shù)的核心，系統(tǒng)工作性能的好壞直接影響連鑄機(jī)的控制精度及鑄坯質(zhì)量。本文分析了輕壓下液壓伺服控制系統(tǒng)的原理，并總結(jié)了系統(tǒng)常見的故障及處理方法。

關(guān)鍵詞：液壓伺服系統(tǒng)；輕壓下；故障處理

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2015.22.022

1 液壓伺服系統(tǒng)的組成及控制原理

板坯連鑄機(jī)輕壓下扇形段由四個(gè)遠(yuǎn)程調(diào)輥縫液壓缸組成。液壓缸作為液壓伺服系統(tǒng)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)，控制扇形段的輥縫值大小。液壓缸上裝有位置傳感器，用來檢測油缸的位置。每個(gè)液壓缸由一個(gè)伺服比例閥控制。輕壓下液壓伺服系統(tǒng)是位置閉環(huán)控制系統(tǒng)，主要由信號(hào)發(fā)生器、比較器、PID控制器、伺服比例閥、液壓缸、位置傳感器組成。其系統(tǒng)方框原理圖如圖1所示。

指令裝置向系統(tǒng)發(fā)出指令信號(hào)，位置傳感器檢測液壓缸的位置，并將檢測的位置信號(hào)反饋給PLC與輸入指令信號(hào)作比較，得出誤差信號(hào)。誤差信號(hào)經(jīng)過PID處理運(yùn)算后傳給內(nèi)置放大器伺服比例閥，伺服比例閥輸出相應(yīng)的油壓和流量驅(qū)使液壓缸動(dòng)作。如果負(fù)載變化或者其它原因引起液壓缸位置發(fā)生變化時(shí)，則位置傳感器檢測到的位置信號(hào)也發(fā)生變化，計(jì)算機(jī)根據(jù)這個(gè)位置反饋信號(hào)不斷修正控制信號(hào)，修正好的控制信號(hào)再輸入給伺服比例閥，伺服比例閥即可控制油缸動(dòng)作重回指定位置。

2 常見故障分析與處理

輕壓下技術(shù)對(duì)位置控制的精度要求很高。通常出現(xiàn)的故障現(xiàn)象為，液壓缸動(dòng)作位置不能跟隨到指定值，四個(gè)液壓缸動(dòng)作速度偏差大，液壓缸無動(dòng)作等。

2.1 液壓缸位置不能跟隨到指定值

液壓缸動(dòng)作位置不能跟隨到指定值是輕壓下控制中最為常見的故障現(xiàn)象，也是較為難判斷的問題。電氣自動(dòng)控制系統(tǒng)根據(jù)現(xiàn)場反饋回來的位置信號(hào)不斷的對(duì)液壓系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)節(jié)，也就是對(duì)伺服比例閥的開口度進(jìn)行調(diào)節(jié)。例如油缸未能壓下至指定位置，則電氣調(diào)節(jié)液壓伺服系統(tǒng)，使得伺服比例閥的開口度往驅(qū)使液壓缸壓下動(dòng)作的方向增大，從而使得進(jìn)入液壓缸相關(guān)控制腔的油液流量和壓力增大，液壓缸繼續(xù)壓下動(dòng)作。若閥開口度已達(dá)100%，液壓缸仍未能壓到指定位置，則系統(tǒng)將保持閥的開度為100%。這時(shí)說明在100%閥開度的情況下，液壓系統(tǒng)已經(jīng)驅(qū)動(dòng)不了負(fù)載。產(chǎn)生這種故障現(xiàn)象有三種可能原因。第一，液壓系統(tǒng)存在泄漏，造成壓下壓力不足。第二，液壓缸或者扇形段有機(jī)械卡阻，造成負(fù)載過大。第三，扇形段標(biāo)定時(shí)誤差太大。

針對(duì)以上可能出現(xiàn)的問題，應(yīng)一一檢查處理。首先，檢查液壓缸是否內(nèi)泄，液壓缸的壓力是否偏低，溫升是否過高；檢查相關(guān)溢流閥或者其它液壓元件是否有叫嘯的溢流聲。對(duì)泄漏較大的液壓缸或者液壓元件要及時(shí)更換。其次，檢查扇形段的有關(guān)運(yùn)動(dòng)副是否存在卡阻，對(duì)卡阻的部分應(yīng)進(jìn)行更換或者加機(jī)械潤滑油等。若是因?yàn)闃?biāo)定引起的，則需在停機(jī)時(shí)對(duì)扇形段重新標(biāo)定。標(biāo)定時(shí)要確定相關(guān)條件都滿足，如扇形段位置已經(jīng)壓到位，且沒有浮動(dòng)變化，液壓缸壓力也沒有過大的波動(dòng)等。

2.2 液壓缸速度偏差大

在液壓系統(tǒng)中，速度取決于流量。扇形段四個(gè)液壓缸動(dòng)作不同步、速度偏差大，說明控制每個(gè)液壓缸的實(shí)際流量不一樣、相差大。這意味著液壓系統(tǒng)存在泄漏，或者扇形段存在偏載現(xiàn)象。因此，應(yīng)從以下三方面檢查。第一，檢查液壓缸和相關(guān)溢流閥等液壓元件是否有內(nèi)泄或者溢流。第二，檢查扇形段是否有機(jī)械卡阻等偏載現(xiàn)象。第三，檢測伺服比例閥的零偏是否過大，溫升是否過高。

2.3 液壓缸不動(dòng)作

液壓缸不動(dòng)作通常發(fā)生在更換扇形段后。輕壓下液壓系統(tǒng)中，一般在伺服比例閥進(jìn)出口都會(huì)設(shè)置有液控單向閥，有的在液壓缸入口也會(huì)設(shè)置液控單向閥。液控單向閥卡死或者控制油路被堵死都會(huì)造成液控單向閥所在的油路不通，從而造成液壓缸不動(dòng)作。扇形段更換要拆裝數(shù)根液壓油管。在對(duì)新上線的扇形段進(jìn)行油管連接時(shí)，維修人員有時(shí)疏忽，容易將扇形段上的油管接反。若油管接反，則油缸檢測的位置信號(hào)、壓力信號(hào)和伺服比例閥就不能一一對(duì)應(yīng)，也會(huì)造成油缸動(dòng)作不同步或者不動(dòng)作。因此，對(duì)新上線的扇形段應(yīng)確保油管安裝正確可靠。

造成液壓缸不動(dòng)作的原因很多，電氣故障也是不能忽略的因素?？赡茉蛴锌刂扑欧壤y的模塊故障，伺服比例閥的信號(hào)輸入線路損壞，伺服比例閥的放大器燒壞，油缸位置傳感器故障等等。

3 結(jié)語

液壓伺服系統(tǒng)中，70%的故障都是由于液壓油污染造成的。控制液壓油的污染是十分重要的。了解并掌握一定的輕壓下液壓伺服控制技術(shù)，電氣結(jié)合液壓，有助于人們能夠快速有效的檢查處理板坯機(jī)輕壓下故障。

作者簡介：韓文樹，湖南湘西人，助理工程師，主要從事：煉鋼設(shè)備管理工作。