王啟堯，王云恒

（1.寶山鋼鐵股份有限公司，上海 201900；2.鄭州機(jī)械研究所有限公司，河南 鄭州 450052）

1 背景概述

卷取夾送輥的作用是在帶鋼尾部離開精軋機(jī)時(shí)保持卷取張力，并在卷取開始時(shí)咬入帶鋼，迫使帶鋼頭部向下彎曲，沿著斜導(dǎo)板方向進(jìn)入卷筒與助卷輥的縫隙，進(jìn)行卷取。在實(shí)際過程中，夾送輥對(duì)帶鋼壓力控制的穩(wěn)定與否直接關(guān)乎到卷形質(zhì)量的好壞。若夾送輥壓力異常，會(huì)導(dǎo)致帶鋼跑偏，薄板翻邊起浪，不利于鋼卷卷型的控制。

1．1 1880 卷取夾送輥機(jī)械構(gòu)造簡單概述

1880卷取上、下夾送輥各由1臺(tái)電機(jī)和萬向軸驅(qū)動(dòng)；上夾送輥直徑為Φ920mm,下輥直徑為Φ520mm，上、下夾送輥中心線不重合，存在一定偏心，上夾送輥中心線往帶鋼軋制出口方向偏移230mm,主要是為改善帶鋼咬入條件，便于卷鋼時(shí)帶鋼頭部下彎，順利進(jìn)入卷筒與助卷輥的縫隙中。如圖1所示，下夾送輥為固定安裝式，而上夾送輥的提升、下降動(dòng)作由上夾送輥平衡缸（操作側(cè)、傳動(dòng)側(cè)各2個(gè)，固定安裝于牌坊兩側(cè)，力作用于上夾送輥軸承座的擺動(dòng)架處）與上夾送輥壓下缸（操作側(cè)、傳動(dòng)側(cè)各1個(gè)，安裝于牌坊頂面）同步執(zhí)行。

圖1 1880 卷取上、下夾送輥裝置的機(jī)械構(gòu)造圖

2 夾送輥壓力異?，F(xiàn)象的特征闡述及原因分析

2．1 夾送輥兩側(cè)油柱偏差大，穿帶卷鋼過程中存在明顯的壓力波動(dòng)

理論上，當(dāng)上夾送輥兩側(cè)壓下油缸精度一致，摩擦系數(shù)相同，上軸承座與壓下油缸接觸的墊塊無磨損，兩側(cè)襯板摩擦面的阻尼系數(shù)很?。Σ亮雎裕?，那作用在上夾送輥軸承座處的壓下力與壓下油缸的輸出力是相同的，操作側(cè)與傳動(dòng)側(cè)壓下油缸的輸出力相等。但實(shí)際生產(chǎn)過程中，有很多情況會(huì)影響上、下夾送輥在穿帶及卷鋼過程中對(duì)帶鋼壓緊力的作用效果。

主要影響因素有傳動(dòng)側(cè)水汽大對(duì)上夾送輥軸承座墊塊的腐蝕、下夾送輥軸承座底部的磨損、上夾送輥軸承座與牌坊框架兩側(cè)的間隙是否合理、上夾送輥平衡油缸的狀態(tài)情況（速度是否同步、內(nèi)部是否拉毛、動(dòng)作是否有局部卡阻等）、液壓伺服系統(tǒng)控制的壓下油缸的動(dòng)態(tài)響應(yīng)、液壓力變化是否連續(xù)等。需要依據(jù)各類異?，F(xiàn)象，區(qū)別分析、逐個(gè)排查，對(duì)癥解決。

圖2 卷取夾送輥輥縫位置、壓力均正常時(shí)的圖例

圖3 卷取夾送輥輥縫位置、壓力異常時(shí)的假設(shè)示意圖

在圖2中，可以看到2臺(tái)卷取機(jī)夾送輥的兩側(cè)輥縫定位數(shù)據(jù)、壓下力偏差都在范圍內(nèi)，帶鋼卷取控制過程正常，無異常現(xiàn)象。對(duì)比圖3數(shù)據(jù)，假定傳動(dòng)側(cè)與操作側(cè)的油柱偏差為4.18-2.82=1.36mm，同時(shí)卷鋼過程中，操作側(cè)夾送輥壓下油缸變化不大，而傳動(dòng)側(cè)壓下油缸的變化幅度較大時(shí)，對(duì)此異?，F(xiàn)象，該如何分析，加以判斷解決呢？

首先，要對(duì)夾送輥的液壓回路控制有一定的了解，再設(shè)計(jì)出一套 卷取夾送輥異常分析判斷流程圖 （圖4），依據(jù)異?，F(xiàn)象特征與流程圖加以對(duì)照、判別，從系統(tǒng)角度出發(fā)思考解決問題。

圖4 卷取夾送輥異常分析判斷流程圖

由圖3數(shù)據(jù)，結(jié)合控制程序，該異常現(xiàn)象出現(xiàn)后，雖然操作側(cè)與傳動(dòng)側(cè)壓下油缸油柱偏差大，在實(shí)際卷鋼過程中，油柱值會(huì)發(fā)生一定起伏，兩側(cè)壓力也會(huì)同步變化，特別是傳動(dòng)側(cè)壓力變化波動(dòng)范圍較大，且數(shù)值較操作側(cè)小。察看ODG曲線，發(fā)現(xiàn)傳動(dòng)側(cè)壓下力變化數(shù)據(jù)呈一定規(guī)律性變動(dòng)，后與夾送輥的傳動(dòng)軸轉(zhuǎn)一圈所對(duì)應(yīng)的周期變化呈現(xiàn)時(shí)間節(jié)點(diǎn)上的重合，初步判斷可能是因?yàn)檩伩p位置的波動(dòng)造成壓下力被動(dòng)地跟隨變化。因?yàn)樵诰礓撨^程中，夾送輥采用的是壓力控制方式，即上夾送輥兩側(cè)壓下缸同步動(dòng)作，施加壓力作用于穿帶的帶鋼上，且只要兩缸的輸出合力達(dá)到程序設(shè)定的壓下力（PT檢測(cè)反饋給程序，進(jìn)行閉環(huán)控制），壓下缸便不會(huì)再下壓動(dòng)作。若因?yàn)槠渌蛩?，造成PT檢測(cè)的合力大于程序設(shè)定的值，壓下缸便會(huì)減小力的輸出，并在上夾送輥平衡缸的作用下，上夾送輥上抬，油柱減小，而一旦上夾送輥上抬過程中，PT檢測(cè)的合力又突然快速變小，小于程序設(shè)定的壓力力，壓下缸不得不再次壓下動(dòng)作，伊而復(fù)始，上夾送輥便不停地上抬，壓下，頻繁調(diào)節(jié)。但壓下力的頻繁波動(dòng)不利于夾送輥輥系的穩(wěn)定，會(huì)造成帶鋼在穿帶卷鋼過程中出現(xiàn)起浪現(xiàn)象（薄板風(fēng)險(xiǎn)更大），甚至?xí)霈F(xiàn)部分鋼卷錯(cuò)層嚴(yán)重，嚴(yán)重影響生產(chǎn)節(jié)奏和鋼卷成型質(zhì)量。

如圖5所示， ∑F=0,F1+F2-N=0；

由圖可知，力臂ef>de,推出 F 1' ' ＞ F2''；對(duì)照?qǐng)D5、圖6、圖7受力分析圖，可知：上下夾送輥水平度良好時(shí)，上夾送輥兩側(cè)的壓下力F1=F2=N/2（N為穿帶過程中帶鋼作用在上夾送輥上的支承力）；上、下夾送輥水平度不好時(shí)，壓力缸輸出的垂直平面內(nèi)的F1、F2除分解出作用在上夾送輥軸承座的F1'、F2'與 相平衡外，會(huì)額外產(chǎn)生兩個(gè)F1×sin α×(1/2φD+C)、F2×sin α×(1/2φD+C)傾覆力矩作用在夾送輥上，使上夾送輥依照下夾送輥的水平度偏差產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向傾翻，從而導(dǎo)致夾送輥兩側(cè)油柱產(chǎn)生一個(gè)明顯的偏差，不利于輥系穩(wěn)定。當(dāng)帶鋼穿帶卷鋼過程中，會(huì)導(dǎo)致跑偏、錯(cuò)層現(xiàn)象發(fā)生。當(dāng)出現(xiàn)如圖7所示的情況，往往夾送輥零調(diào)時(shí)就會(huì)出現(xiàn)較大油柱偏差，操作人員會(huì)進(jìn)行人工干預(yù)，對(duì)輥縫進(jìn)行適當(dāng)調(diào)平，又會(huì)出現(xiàn)如圖8的受力情況。此時(shí)，下輥水平傾斜度較高端對(duì)應(yīng)的上夾送輥壓下力較大（F1″>F2″），且上夾送輥與帶鋼上表面接觸面積很小，如此帶鋼表面受力不均，容易造成帶鋼向傳動(dòng)側(cè)跑偏、寬度方向擺動(dòng)，在壓力作用下，上輥右側(cè)部分會(huì)依據(jù)壓力變動(dòng)情況不斷的下壓、上抬，又進(jìn)一步導(dǎo)致帶鋼起浪現(xiàn)象發(fā)生。由此看出受力圖的分析與圖4參數(shù)反映情況相吻合。為進(jìn)一步論證推斷有效性，需在1880產(chǎn)線定修的時(shí)候，抽出卷取機(jī)上、下夾送輥，對(duì)下夾送輥底座的水平度進(jìn)行檢測(cè)校正。

圖5 卷取上下夾送輥水平度良好受力分析圖

圖6 卷取上下夾送輥水平度不好受力分析圖

圖7 卷取上下夾送輥水平度不好受力分析圖

2．2 夾送輥壓力異常原因的實(shí)際論證及應(yīng)對(duì)措施

圖8 下夾送輥軸承座底座水平度檢測(cè)點(diǎn)對(duì)照?qǐng)D

經(jīng)實(shí)際現(xiàn)場(chǎng)檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)下夾送輥水平度確實(shí)不理想，操作側(cè)水平度較高，對(duì)應(yīng)先前的油柱偏差值，抽去相應(yīng)的軸承座底座墊片后，使下夾送輥兩側(cè)軸承座底座的水平度趨于一致。該檢測(cè)結(jié)果與之前的分析判斷相吻合。經(jīng)處理后，重新零調(diào)的夾送輥兩側(cè)油柱偏差、壓力偏差等異?，F(xiàn)象均消失，且生產(chǎn)過程中夾送輥壓力正常，設(shè)備穩(wěn)定（表1）。

表1

3 結(jié)語

通過對(duì)該卷取機(jī)夾送輥壓力異常原因進(jìn)行系統(tǒng)分析，歸納出各類影響要素，并在此基礎(chǔ)上編制了 卷取夾送輥異常分析判斷流程圖 ，可實(shí)現(xiàn)發(fā)生類似情況，快速分析判斷，制定檢修方案，對(duì)維護(hù)設(shè)備、保障生產(chǎn)有很好的指導(dǎo)作用。