运卷小车液压系统故障分析与诊断

2022-03-03 08:08:12 | 浏览次数：

摘要：本文针对运卷小车移动臂压卷过程中的回弹现象，分析移动臂液压马达控制回路，找出移动臂压卷不稳定的原因，提出并实施有效的改进措施。经生产实际检验，效果明显，方案合理。

关键词：运卷小车；液压系统；移动臂；高速线材

中图分类号：TH137 文献标识码：A

1 前言

运卷小车是高速线材集卷系统的一部分，与集卷筒，盘卷板和双芯棒协同工作，是芯棒旋转的紧后工作，也是钢卷挂钩的紧前工作，其动作程序在集卷系统中极为关键。运卷小车由电气传动和液压传动联动工作，联锁动作繁杂，对整个联动系统的控制提出了很高的要求。由于液压执行机构与移动臂之间为链条传动，柔性大，难以抗衡热轧钢卷的极大弹性。因此，运卷小车液压系统设计合理与否显得尤为重要。本文对某高速线材厂运卷小车液压系统工作中移动臂压卷不稳定的问题进行分析，并提出有效可行的改进方案，取得了令人满意的效果。

2 液压系统的工作原理及分析

高速线材厂运卷小车液压系统移动臂压卷控制回路原理。该系统主回路由三位四通电磁换向阀，液控单向阀和单向节流阀组成。运卷小车装入钢卷时，换向阀处于左位，液压马达顺时针旋转，马达输出端由链条带动移动臂向前推进，压紧运卷小车上横卧的热轧钢卷。钢卷离开运卷小車进入挂钩时，换向阀处于右位，液压马达逆时针旋转，马达输出端由链条带动移动臂向后缩回，松开热轧钢卷。单项节流阀为出口节流控制，用于调节液压马达的输出速度，即移动臂的行走速度。该节流阀调整到满足工艺需求的开口度，便锁紧调整螺母。液控单向阀主要作用是保压，换向阀处于中位时，液控单向阀可保证液压马达进回油两侧压力均衡，使移动臂停止在原位不动。

3 液压系统故障分析及诊断

运卷小车装入钢卷运行时，存在以下问题：当压卷板开始接触钢卷时，小车两侧的移动臂推进的步调不一致；压卷过程结束时，压卷板出现回弹现象。现场对液压管路各个监测点接入压力表进行监控。采集的数据显示，在压卷板接触钢卷的一刻起，接入液压马达两个工作腔支管路的压力存在差异，直到压卷完成，压力达到峰值继而回落。

对以上数据检测的结果进行分析后，得出如下结论：热轧钢卷在捆绑前较为松散，卷身端面参差不齐，周向各处抗衡压卷板的步调也不一致，导致压卷过程中，运卷小车两侧的移动臂运行速度不一致，从而对液压系统的同步性能产生影响。随着移动臂的继续推进，钢卷抗衡压卷板的弹力也越来越大，直至压卷动作完成，达到极限。此时，液压系统主回路处在中位，系统泄压，理论上，工作腔的压力依靠液控单向阀锁住。液控单向阀的保压功能对密闭容腔的密封性能要求很高，要实现装配零密封实属不易。由于阀芯的蠕变变形，滑动配合间隙及锥面的加工精度等因素存在，在实际工况较为复杂的情况下，压力波动的冲击必然会使液控单向阀保压失效。

结合以上分析，对原液压系统提出以下改进措施：

（1）在液压系统主回路出口与液压马达之间增设同步精度较高的同步马达5，以保证与液压马达柔性连接的两个独立工作的移动臂同步运行。需要注意的是，同步马达出口至液压马达之间的支管路须力求对称布置，以避免因管路压力损失不一致而对输出机构的同步动作产生影响。

（2）在液压马达的工作腔，即压卷工作回路增加保压功能的蓄能器4，吸收钢卷伸张引入的负载干扰，减轻工作腔的压力冲击，对液控单向阀起保护作用。

改进后的液压系统投入运行后，移动臂同步运行，压卷过程中的回弹现象也随之消除。投入生产保产期内，尚未出现故障，系统工作平稳。

结论

运卷小车动作频繁，执行机构较多，联锁复杂，给液压系统的设计提出了更高的要求：既要抗衡钢卷伸张引起的压力波动，又要保证两个柔性连接的移动臂同步动作。本文根据现场实际所发现的问题，对运卷小车液压系统移动臂压卷控制回路进行了优化，排除了故障，取得了理想的效果。

参考文献

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作者简介：吴远会，男，1982年生，2008年毕业于武汉科技大学机械电子工程专业，工学硕士，工程师，现从事冶金机械和流体传动与控制的设计与研究工作。