步进梁升降液压系统故障分析论文

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1轧机出口步进梁液压控制系统故障现象

（1）步进梁液压系统原理(参见附图1)

步进梁液压系统原理如图1所示，上升时，HSV/20换向阀得电换向，压力油经过阀芯20、阀芯11进入液压缸无杆腔，有杆腔的油打开阀芯17接回油箱，液压缸上升。下降时，HSV/21换向阀得电换向，压力油经过阀芯18进入液压缸有杆腔，同时压力油经HSV/21阀推动液控换向阀15换向，无杆腔的油经阀芯13接回油箱，液压缸下降。

（2）步进梁液压系统在应用过程中出现的问题

酸轧联机生产以后，轧机出口步进梁在1号梁体上连续放4～5个大卷（16～18T）时不能下降，这个现象较集中和频繁，平均每个班有2次，每次处理时间都在2～5分钟左右，制约了机组的正常生产节奏。维护人员只有安排专人在现场捅阀维持生产：在不能下降时，手动捅一下上升的换向阀（HSV/20）后，步进梁就可以下降；这种办法既不安全，又大大增加了劳动强度。

2原因分析

经过现场检测，在不能下降时，MP32A、MP1测压头的压力为50~70bar，MP32B测压头的压力为70bar，判断液控换向阀存在问题。液控换向阀型号4WH6GA5X，因为与液压回路的功能要求相反(见图一，参照附图1），设计制造方在液控换向阀与阀块间增加了一个液压油路转换块（原理见图二），转换块上下叠加面油口布置图见图三，液控换向阀组等效液压原理图见图四。

当液控换向阀的T口经油路转换块接到A口（见附图1的A口）时，液控换向阀组的工作原理如下（参见附图1及液控阀组原理图），当步进梁升起后，无杆腔压力保持在50～70bar，同时这个压力作用在液控换向阀阀芯的两端；当下降换向阀HSV/21得电时，“a”口的压力油（70bar）作用在液控换向阀的先导活塞的左侧，但由于先导活塞的右侧有（50～70bar）压力，先导活塞输出的作用力为左右两侧的压力差和面积的乘积。步进梁上的卷重越大，作用在先导活塞右侧的压力就越大，先导活塞输出的作用力就越小，当这个作用力不能克服阀芯左侧的弹簧力时，阀芯就不能向左移动或移动量没有达到要求的移动量，不能实现完全换向，即“P”、“T”油口不能连通，插装阀芯13上腔的压力油不能接回油箱泻压，所以不能向上移动接通油路，步进梁就不能下降。但因为“a”口的压力油有一个速度（冲击），完成换向的可能性较大。

经过分析确认，步进梁升降控制存在设计制造缺陷，以前产量不大时未能完全暴露出来；今年以来，随着酸轧机组产量的迅速提高，该缺陷明显暴露出来，成为制约机组生产的重要条件，必须进行改进。

3改造措施

根据液压回路的原理和备件情况，推荐如下几个方案。

方案一：更换步进梁升降控制阀块

原酸洗入、出口步进梁升降阀块工作液压原理及控制与现有阀块完全相同，可以进行替换（原阀组有备件）；也可以并联工作，分别控制两段步进梁，以保持两段步进梁升降速度受控，并可以转换为一个阀组控制两段步进梁。

方案二：采用新的转换块及液控换向阀

转换块：利用现有双单向节流阀加工或新作，通断情况如图五所示，A口开口可调节。

液控换向阀：采用液控换向阀型号为4WH6C5X，有备件或现场可以组装。

改造后液控阀组等效原理图见图六。

方案一实施需停机时间长，且原酸洗下机阀台部分元件损坏，不能立即施工。考虑问题的紧迫性，决定采用方案二，完全避免在下降时在MP32A和MP1点（见附图1）处产生压力，液压回路工作稳定。

方案二所需的备件、资材我厂均有，加工难度不大；设备安装、调试时间较短，利用一次定修就可以完成。

4结束语

改造后原理图见附图2。轧机出口步进梁升降控制改造以后，一个月内未出现一起步进梁不能下降的故障；步进梁承载能力明显加强，能够在步进梁1、2号梁体上连续放满钢卷的情况下正常升降，完全达到了改造的目的。改造彻底消除了步进梁不能正常下降的故障，使步进梁运行更加稳定、受控，满足了机组正常生产的需要。

附：附图一轧机出口步进梁升降控制液压原理图

附图二轧机出口步进梁升降控制液压原理改造图

参考文献：

[1]雷天觉.新编液压工程手册（上、下册）[M].北京：北京理工大学出版社，1998.

[2]苏欣平.液压系统故障的快速诊断和排除[J].机床与液压，2003，（2）.

【摘要】该文对冷轧厂轧机出口步进梁液压系统出现问题的原因进行了分析，并结合该液压系统的特点，提出了相应的解决办法，经实践证明该方法切实可行。

【关键词】步进梁升降液压系统故障