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朱志鹏，巩 贺，黄 爽，刘京涛，汪 涛，吴新岭，李万京
（首钢京唐钢铁联合有限责任公司，河北 唐山 063200）
摘 要：
通过分析热轧1580产线R1轧机下工作辊提升缸的结构以及控制液压原理，查影响液压缸溜位的原因，提出处理此隐患的最佳方法，确保工作辊提升缸的功能投入、轧钢的生产顺稳。 关键词：
提升缸；内泄；液控单向阀中图分类号：TG333 文献标识码：A 文章编号： 美国爱车宝11-5004（2020）21-0219-2收稿日期：
2020-11作者简介：
朱志鹏，男，生于1984年，汉族，河北唐山人，研究生，中级工程师，研究方向：机械设备点检、维护、改进。
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1580产线R1工作辊提升缸，通过提升/落下下工作辊，参与实现换辊功能。而带钢正常轧制时，缸杆缩回，电磁阀回中位，提升缸不参与轧钢。 1
提升缸的布置、液压控制原理
哈尔滨医科大学学报图1 提升缸布置图
工作辊提升缸在线装容量4个，其中下工作辊操作侧、传动侧轴承座下的出口、入口各布置1个。提升缸通过定位止口、双头螺栓（8条/缸）固定在轧机牌坊上，R1轧机操作侧提升缸布置图如图1所示。
R1更换工作辊过程中，电磁阀b 阀得电时，提升缸缸杆伸出，抬起下工作辊；当（缸杆伸出到极限位）塞腔压力上升到32bar 时，则认为下工作辊提升到位，此时电磁阀退回中位，由液控单向阀将工作辊锁定在上位。电磁阀a 阀得电时，缸杆缩回，下工作辊下降；当（缸杆缩回到极限位）杆腔压力上升到26bar 时，则认为下工作辊下降到位，此时电磁阀退回中位，在缸杆自重或液控单向阀作用下即可将下工作辊锁定在下位。
2 工作辊提升缸的工作现状
1580产线R1工作辊更换要求时长<40分钟，若延时则计入
设备非计划停机时间。
在工作辊更换过程中，我们发现下工作辊下降正常、提升溜位。提升缸将下工作辊提升到上位（此时
下滑车定位销、下工作辊脱离）后，工作辊立即向下溜位，待程序执行到（推拉缸）抽滑车命令时，下工作辊底部(定位孔)已落到定位销上，由于机械干涉（推拉缸）无法拉出下滑车，造成自动换辊终止，之后转手动换辊。操作工联动配合，多次手动提升下工作辊后，拉出下滑车，完成抽旧辊任务；回装新工作辊，重复前面的手动操作，最终完成换辊任务。综上所述，虽能完成换辊任务，但存在以下问题：需要多人联动配合、现场确认，耗费较大人力；且每次换辊都会延时。
3 提升缸溜位原因分析
R1工作辊更换中，提升缸本体无渗漏油现象（提升缸不外泄），液压管路、液压元件、阀门无渗漏油现象，电磁阀得电、失电动作正常，故从以下2个方面进行分析。3.1
液压控制原理分析
图2 提升缸液压控制原理图
工作辊更换过程中，电磁阀 b 阀得电时，提升缸缸杆伸出，
抬起工作辊，待（杠杆伸出到极限位）塞腔压力上升到32bar 时，则认为下工作辊提升到位，电磁阀按程序指令回中位，即断开P 口，由液控单向阀将缸杆锁定在最大行程位。此时下工作辊溜位，其原因可能是液控单向阀损坏，断开P 口后液控单向阀无法锁住管路内的液压油。
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3.2 缸本体结构分析
图3 提升缸本体结构图
工作辊溜位可能是由于缸内泄造成的。内泄有以下2种可能：缸筒内壁划伤、（缸杆头部）密封失效。
3.2.1 缸内泄对其提升能力影响程度的分析
若提升缸完好、功能正常投入时，其提升能力分析如下。
提升缸（系统）工作压力P=16MPa=16X106Pa。
缸筒内径r=φ/2=160mm/2=0.08m。
单条提升缸提升能力M1=F/g=P*πr2/g =32.826t，4条缸提升能力M=4 M1=131.304t。
下工作辊自重M2=60.4t。
可见M>2M2，即4条缸内若2条对角线上的缸完好、不内泄，就能将下工作辊提起。
若4条提升缸都内泄，其提升能力分析如下。
提升缸（系统）工作压力P=16MPa=16X106Pa。
缸塞腔、杆腔受力面积差S= r12π=（0.07m）2π，（r1为缸杆外径）。
单条内泄缸提升能力M11=PS/g= 25.132t，4条内泄缸提升能力M10=4 M11=100.528t。
下工作辊自重M2=60.4t。
可见M10>M2，即4条缸内泄，也可将下工作辊提起。
综上所述，若提升缸内泄（无论几条提升缸内泄），下工作辊都能提升到上位；但下工作辊提升到位、电磁阀回中位后，在下工作辊自重作用下，下工作辊会向下溜位。
3.2.2 缸内泄测试分析
若提升缸中间位内泄，此时P口接通液压油口A，液压缸仍能将下工作辊提到上位，满足提升功能要求。故此次研究，不关注液压缸中位是否内泄，只关注上位即最大行程位是否内泄（即下工辊上位是否溜位）。
缸上位时内泄测试有2种方法。
（1）液压缸缸杆完全伸出，要求电磁阀b阀持续得电，P口接通液压油口A，现场人员通过五感的方法，查看缸体、液压管路（硬管）是否震动，并伴随一定的异音，缸体、管路是否发热。
（2）关闭阀台主阀门，主阀门回中位，将提升缸杆腔泄压后，拆开液压油口B。打开主阀门，要求电磁阀b阀持续得电，即P 口接通液压油口A，待缸杆完全伸出停在极限位两三分钟后，查看液压油口B是否仍有液压油不断流出。
由于上述第一种方法，需要一定的现场经验，存在一定的主观性，故采用第二种方法验证提升缸是否内泄。
4 提升缸溜位解决方法
综上所述，R1下工作辊溜位原因可能为液控单向阀损坏，也可能为提升缸内泄。
作为设备人员，必须为生产顺稳保驾护航，减少因设备问题造成的非计划停机时间。具体到工作辊提升缸，我们要做好以下工作。
（1）保障提升缸功能精度达标，即能够实现工作辊提升/下降、上位锁定功能，4条缸缸杆伸出/缩回到位且动作同步。
（2）在个别缸内泄的特殊情况下，保障提升缸功能投入，能正常更换工作辊。
4.1 控制原理优化
为避免出现非计划停机，在无法判断R1工作辊溜位原因的情况下，保障提升缸功能精度达标，采用以下方法。
修改程序（旧程序备份），当提升缸伸出到最大行程位，电磁阀不回中位，保持b阀得电，P口接通塞腔液压油口A；由于下工作辊下降功能正常，故缸杆缩回后，电磁阀仍回中位（避免执行机构、液压管路长期带载，延长执行机构、液压管路使用寿命；无论液控单向阀是否损坏，此时电磁阀回中位，在缸杆自重或液控单向阀作用下即可将下工作辊锁定在下位）。
控制原理优化后，溜位现象消失。我们在没有计划检修时间、未停机、未更换设备件的前提下，消除了工作辊溜位引发的换辊延时，实现了R1工作辊的正常更换，后续再利用计划检修进行以下的检查测试。
4.2 液压缸内泄检测
采用排除法，比较液控单向阀功能检测、提升缸内泄检测，选取提升是否内泄进行检测。原因如下。空心玻璃砖
理论上，液控单向阀能完全锁定管路内的液压油；实际上，液控单向阀都存在或多或少的泄漏现象。而泄漏程度对工作辊溜位会造成多大的影响，难以准确判断。isia
液压缸内泄检测操作相对方便、快捷，方法也较成熟。
提升缸上位（最大行程位）是否内泄，具体检测步骤如下。
测试结果：油口A持继接通P口时，油口B腔内油流净后，再无液压油流出，证明提升缸最大行程位无内泄。
综上所述，工作辊溜位为液控单向阀损坏造成，现场更换液控单向阀后，下工作辊溜位现象消失。
为了避免执行机构、液压元件/管路长期带载，延长执行机构、液压元件/管路使用寿命，现场更换液控单向阀后，取消4.1优化程序，工作辊上位、下位到位后，电磁阀退回中位。
5 结语
随着钢铁行业的不断发展，设备运维也在不断进步。我们在精细点检、降低运维风险/难度的同时，也要不断提高运维水平，充分利用专业知识确保设备的功能投入和轧钢的生产顺稳，本研究的打开旨在能够对大型板带轧机工作辊提升缸等设备隐患的分析、快速解决提供一定的借鉴作用。
参考文献
[1] 朱昌逑.大型板带轧机制造工艺研究[J].北京科技大学学报，2007，8.
[2] 毛谦德，李振清.机械设计师手册.北京：机械工业出版社，2000.12.
[3] 中国金属学会热轧板带学述委员会编著.中国热轧宽带钢轧机及生产技术.北
京：冶金工业出版社，2002.
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