相关分析
该轧机的辊缝调整由电动APC加液压AGC来共同完成。大压下量由APC完成, 在轧制最后两道次时, 辊缝微调由 AGC来完成。AGC系统震动有较多影响因素, 包括电气、机械和液压方面, 在此次故障中, 经过详细分析, 认为相关影响因素可能有:
( 1) 电动压下MTS位移传感器是否可靠;
( 2) 是否有干扰源影响了信号的稳定;
( 3) AGC液压缸内部MTS位移传感器是否正常;
( 4) 主平衡缸的压力是否稳定;
( 5) 牌坊上衬板与弯辊缸衬板之间的间隙;
( 6) 主平衡拉杆销轴与销孔的间隙;
( 7) 控制油路油液清洁度不符合要求, 导致伺服阀工作不稳定;
( 8) 伺服阀各电接插头是否有松动;
( 9) 伺服阀有问题。
通过对上述各间隙的测量及压力的观察、油液清洁度的化验, 均没有发现问题, 间隙都在允许的误差范围内, 油液清洁度也符合等级要求。在自动化部门的配合下, 仔细检查、测试了各传感器及电接插头, 传感器并无损坏, 各个插头连接情况也均良好,因此怀疑故障很可能是出在伺服阀上。
伺服阀结构及原理
该轧机伺服阀采用MOOG D792系列三级伺服阀。在力矩马达的线圈输入一电信号, 通过电驱的永久磁铁产生力, 此力在扭矩管上产生一个转矩,通过喷嘴挡板装置产生一个压差, 作用在先导阀控制阀芯的两端, 使其移动, 将先导阀的两个出口压力引入到主阀芯两端, 推动主阀芯运动, 用一个位移传感器将主阀芯的位移值转换成电信号 (经过激励 /解调器 ) 与给定值在伺服放大器中比较, 作为控制信号传递到先导级, 使得先导控制阀运动, 主控制阀芯重新定位。
伺服阀故障分析
伺服阀产生故障的原因有很多, 大概可以归纳为两类: 一类是零部件老化、损耗; 二是由非正常因素引起的。如果按照伺服阀故障发生的专业性质来判断, 可以分为 3种: ( 1) 电器部分; ( 2) 油源问题; ( 3) 机械零件部分。具体故障可以有: 电源输入极性接反; 线路板密封受损, 造成渗漏; 喷嘴磨损; 阀芯阀套磨损; 球头磨损; 反馈杆断裂等。
该轧机 AGC控制系统原理如图 3所示。在该系统中, 信号的传递分为 3步:( 1) 把伺服阀的输出流量输送到液压缸, 控制缸体的上下移动;( 2) 通过传感器检测其位置信号, 并以电气量将其反馈;( 3) 将反馈信号与指令信号进行比较, 并将偏差值放大后加到伺服阀来改变其流量, 调整 AGC压下量位移, 从而控制轧辊辊缝。
在前述系统相关分析中知输入信号模块、执行器模块及检测元件模块均没有问题, 从信号的传递框图分析, 判断伺服阀模块存在问题, 并决定对换辊侧伺服阀实施更换。
2 处理效果评价及结论
更换完伺服阀后, 轧机投入运转, 发现钢坯过钢及AGC摆辊缝时, AGC系统震动较换阀前小很多,油管抖动也没有先前剧烈, 伺服阀声音异常现象消失。为了了解新旧两个伺服阀投入使用后对系统产生的影响, 对新旧伺服阀做了信号的采集,分别为换阀前和换阀后对倒数第二道次进行信号采集得到的曲线。换辊侧曲线可以看出, 新伺服阀的反馈信号与输入信号曲线能够比较吻合, 输出信号能够较好的跟踪目标设定值, 而旧伺服阀的信号输出跟输入值存在较大的误差, 输出曲线偏离目标, 振幅太大, 不能很好的反映输入, 导致系统存在很大的冲击及不稳定性。由于换下的伺服阀要送到厂家测试维修, 因而只有等到测试报告出来后才能知道伺服阀内部具体存在的故障, 进而做深入的分析。同时, 是否还有其他未知的因素导致系统出现问题, 也值得进一步研究。
3 故障预防及探讨
AGC伺服系统要长期稳定的工作, 需要注意以下几个方面:
( 1) 伺服阀控制油路的油液要保持清洁, 需定期做取样化验检查。
( 2) 伺服阀台周围尽量避免较强的电磁场干扰,以保证信号的稳定。
( 3) 要尽量保证伺服阀油源压力的稳定, 减小其脉动, 以免伺服阀发生连续的尖叫。
( 4) 在日常的点巡检中, 要注意确保伺服阀周围环境的清洁, 要查看各电插头的连接情况, 是否有松动现象等; 要查看伺服阀锁紧螺钉有无松动现象。
( 5) AGC系统不是一个独立的个体, 要观察轧机其他各分系统与之的关联性及其影响。
总之, 轧机 AGC伺服系统是一个综合性的, 集机、电、液、仪于一体的控制系统, 故障因素繁多、原因复杂, 故障分析难度大, 宜需由多个专业技术人员共同协商、探讨, 最终找到故障根源, 解决问题, 并且要善于总结历次发生的故障, 从中吸取经验, 以避免同样的故障再次发生, 减小非计划检修时间、提高生产作业率。
