某厂七辊矫直机传动轴断裂故障分析.pdf

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1、2010年10月机床与液压0ct．2010第38卷第2O期MACHINETOOL&HYDRAUUCSV01．38No．20DOI：10．3969／j．issn．1001—3881．2010．20．039某厂七辊矫直机传动轴断裂故障分析付曙光，刘龙园，颜俊。(1．武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081；2．洪都航空工业集团650飞机设计所，江西南昌330024；3．武汉钢铁股份有限公司热轧厂，湖北武汉430082)摘要：针对某厂精整横切线1镌直机出现的传动轴断裂、工作辊轴承损坏的问题进行数据测

2、试、分析，得出导致该问题出现的原因是伺服缸安全阀设定压力过高。通过仿真分析，计算出该矫直机伺服缸安全阀设定压力为22MPa时较为合理。生产实际表明，伺服缸安全阀设定压力调整为22MPa后，该矫直机未出现传动轴断裂、工作辊轴承损坏的问题，运行情况良好。关键词：矫直机；伺服缸；测试分析；仿真分析中图分类号：TG333；TH137．9文献标识码：B文章编号：1001—3881(2010)20—115—4随着国民经济的迅速发展，各行业对热轧钢板的统等组成。其工作辊为上3下4布置，如图2所示。需求越来越大，对热

3、轧钢板产品质量的要求也越来越高⋯。某热轧厂主要生产板厚5～25．4mm、板宽图1某厂精整横切线设备布置框图850～2100mm、板长2～16m、可达600MPa(其中厚度5～20mm，可达800MPa)的中厚板。该厂精整横切机组全套机械设备由德国SMS设计、部分设备由国内配套。自投产以来，精整横切线关键设备(矫直机)一直存在若干方面的问题，至今未能得到有效解决。随着高强度、厚规格产品比重的增～加，该横切线存在的问题日益突出，已成为保证生掂禽。产、提高产量和质量、扩充高强度新品种的制约瓶颈。在实际生产中

4、，存在如下问题：图2矫直机工作辊简图(1)在矫直高强度薄板时，会产生龟背现象，其工艺控制模型中液压压下明显不足；(2)在矫直高强度厚板时(厚度>16mm，屈服强度>600MPa)，控制模型修正幅度大，精度差；(3)矫直机在矫高强度、厚规格产品时，矫直机传动轴经常断裂，工作辊轴承经常损坏；(4)在高强度的厚板生产过程中，机架的振动非常大，影响钢板的质量。作者针对该精整横切线1#矫直机在矫高强度、设定压厚规格产品时，矫直机传动轴断裂、工作辊轴承损坏的现象进行分析，并提出了解决方案。1矫直机工作原理该厂精整

5、横切线设备布置如图1所示，该机组中包含了2台矫直机：1#7辊矫直机和2#11辊矫直机，图3矫直机系统液压简图2台矫直机的工作原理和结构形式基本相同。该矫直机液压控制系统主要由2部分组成：位l#矫直机属7辊冷矫直机，由工作辊系统、支撑置控制系统(辊缝控制系统)和速度控制系统。其辊系统、主传动系统、辊缝调整系统以及凸度调整系中位置控制是决定矫直板材效果的最关键部分，采收稿日期：2009—09—28作者简介：付曙光(1980一)，男，博士研究生，主要从事流体传动与控制、液压系统故障诊断等方面的研究。E—ma

6、il：wustyy6@126．tom。·ll6·机床与液压第38卷用闭环控制，其液压系统原理简图如图3所示。上矫辊驱动平板采用4个伺服液压缸，布置在机架与上横梁之间，控制上辊的压下量，同时作为该机的过载保护系统。系统采用三位四通O型电液伺服阀控制单出活塞杆伺服液压缸的无杆腔。当系统向伺服缸无杆腔供油时，上矫辊驱动平板下移，辊缝减小；当系统向伺图52#4#缸杆侧(有杆腔)压力服缸有杆腔供油时，上矫辊驱动平板上移，辊缝增加。该系统可以实现“倾斜”、“旋转”和“组合调整”3种调整功能：“倾斜”调整主要针对人

7、口端压下量大于出口端压下量的情况，在钢板进人矫直机初期发生大的弹塑性变形时，迅速使钢板内的各种变形曲率趋于一致，然后利用小变形达到矫直的目的；“旋转”调整针对钢板某一侧“边浪”缺陷，使矫直机工作侧和传动侧的压下量不同，达到矫直的目图61}}缸塞侧(无杆腔)压力的；“组合调整”则是同时进行“倾斜”和“旋转”调整。在板材矫直的过程中，矫直力的变化会使辊缝产生扰动，引起伺服缸位移的变化，传感器将这一变化反馈至控制系统，通过调节伺服阀来控制输入到伺服缸无杆腔的流量，使辊缝维持在恒定值。伺服缸有杆腔的压力由减压

8、阀提供背压，可以认为是图72}}缸塞侧(无杆腔)压力～个常数。2测试数据及分析2．i测试说明(1)此次分析数据来源于当矫直机矫直厚规格、高强度产品时，现场测量的数据；(2)数据采样频率为200Hz，分析时施行降躁处理(10Hz)：图83#缸塞侧(无杆腔)压力(3)数据采样时被矫直钢卷号为：72058148(材质HG18，规格(h×b×L)：25mm×1938mm×100400mm)；72118355(材质WL510，规格(h×b×L)：16mmX1828