轧机液压系统故障分析与诊断

孙大语

摘 要：轧机是热轧线的核心设备，液压系统是一种自动控制装置，液压控制系统分布在热轧轧机的各个部位，为轧机主要动力来源和自动化控制基础，确保了轧机的稳定性、可靠性及安全运行。本文基于轧机液压系统故障分析与改进展开论述。

关键词：轧机;高压液压系统;故障分析与诊断

引言

轧机系统是机、电、液、气、仪一体化的大型复杂系统，其结构与功能的复杂性决定了故障机理的复杂性以及故障诊断的困难度。轧机系统高精度与高可靠性要求使故障诊断任务更加艰巨。

1高压系统易出现高温的问题及应对措施

轧机高压系统由于280 bar的工作压力，每个阀表的系统中有一个系統超载的溢流阀，高压高速液压油通过这些阀节流会产生大量热量，经过系统循环后，最终这些高温油会流入罐中。同时，系统中的许多伺服阀、比例阀长度、液压缸时间使用后，也可能会出现内部排放现象。这种内部泄漏还会产生大量摩擦热，从而导致燃料箱温度上升，液压站系统有自动调温加热器和板式冷却器。但是使用后夏天环境温度过高，经常发生系统温度达60℃的高温警报。

对于这种情况，通过长期分析观察，1）根据指定的周期清洁板式换热器，并检查控制电磁阀是否工作正常。2）每天检查对系统中的每个释压阀定期进行温度测试，结果显示，如果特定阀门温度过高，则需要重新培训或更换新阀门。3）改造现有板式换热器，增加板数，增加单位时间内的热交换量，达到降低液压站温度的目的。

2 AGC液压系统主要故障与分析

（1）传感器故障，包括位置、油缸油压、轧制力传感器故障。液压压下实际值（任一侧）>24.5mm，或<-3mm时，到极限位，压下封锁，轧机停止工作。同一油缸两侧位置差>4mm，可能位置传感器故障。两油压缸传感器偏差>2.3mm，压下封锁，可能：位置传感器故障、伺服阀或油缸泄漏、偏差或零调不准。轧制力<40MN，否则过载，压下封锁，液压系统卸荷。当两侧压力传感器测量值超差，可能：压力传感器故障。（2）电磁阀（逻辑功能阀）开关状态与测压点压力关系不符合，可能故障：电气断线、电磁阀卡死。（3）压力故障，主要有：预控限压阀在工作时没有处于溢流状态，检查：溢流阀实际状态，溢流压力设定值，是否符合实际工况。（4）控制逻辑故障，BA（Bsaic Automation）给出控制逻辑信号，而实际电磁阀部动作，可能故障：电气断线、电磁阀卡死等，整个伺服系统无法工作。

（5）AGC液压故障。液压控制系统由两套独立且完全相同液压位置伺服系统组成，他们没设定同一值。正常工作时，两套控制系统按完全相同的指令控制压下油缸上下移动。采用时间段△T信号进行平滑滤波。当油缸位置传感器位置差大于2.3mm，必有一套液压位置伺服系统存在故障，结合伺服系统状态分析，如驱动电流变化趋势可对故障进行定位。一般来说，趋势变化过快的系统更有可能存在故障。

3液压油中含水检测及控制措施

轧机液压系统通过高压、高温和高速阀门节流，导致油本身的添加剂分子结构破裂，油本身的稳定性受损，容易发生流水析出。水分子的存在容易损坏系统中的泵、阀门和密封。因此，必须定期从轧机油箱中取样油，送到专业工厂进行含水量和准确度分析，一旦含水量和准确度超过规定的值，就必须立即采取措施，必要时进行全面的油交换处理。现阶段降低油中含水量的方法主要利用外部加热方法，利用水热改为蒸汽的功能，将水从液压油中分离处理，我们工厂多次液压站超过水后，使用这种分水装置可以取得良好的结果。

4系统设备的日常维护

（1）泵组：轧机泵是主泵和循环泵，主泵是贺德克的静压可变泵共4个，3个1个。循环泵主要是螺杆泵，用于水箱自油的自循环。轧机高压主泵工作压力为280 bar，电机工作负荷较大。高压泵属于静压可变泵，因此，如果每个泵在工作过程中输出不同，则工作电流可能会因泵工作马达而有很大差异。为了保证电动机和耦合的使用寿命，必须调整泵端口的流量控制阀，以定期匹配电动机的工作负荷。为了达到确保系统稳定运行的目的。

（2）阀组：高压液压系统中有大量比例阀、伺服阀，这些阀控制精度相对较高，每天检查时主要仔细听这些阀的泄漏声，判断泄漏量是否超过。同时观察具有给定输入电流值的阀门出口的压力是否正常，以及控制电流是否波动。如果确认系统压力控制有异常，请及时检查更换处理。同时分析设备损坏的原因，降低备件成本。

（3）液压缸：轧机使用大量液压缸，总计100多支。一般来说，轧机液压缸的使用期限为7 到 10年，因此从7年开始，应计划更换轧机内部液压缸，以避免出现紧急情况。液压缸的日常检查内容：①液压缸的泄漏情况;②液压缸的动作状态是否正常;③液压缸运行时的声音和温度有无异常;④活塞杆有无伤痕和污染物的粘着情况;⑤液压缸安装部位的状态，有无松动、裂痕、咬合、变形等现象。液压缸的维护：①各处联接螺钉除日常检查外，还应定期进行紧固;②根据液压设备的具体工作条件，定期更换密封件;③注意工作介质的清洁;④经常监视、注意液压缸工作状况，观察工作压力、速度以及爬行和振动情况;⑤保持液压缸的清洁，防止尘埃、棉绒、污物等进入系统。

结束语

轧机液压系统的故障体系非常庞大，因此，只有熟练的掌握液压故障分析与诊断的方法，才能在实际生产中快速找出故障原因，为生产稳定提供强有力的保障，最终为企业提高经济效益。

参考文献：

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