板帶冷軋產(chǎn)品液壓系統(tǒng)是冷軋生產(chǎn)線上的核心組成部分,負(fù)責(zé)為軋機(jī)的關(guān)鍵動作(如輥縫調(diào)節(jié)、壓力控制、速度同步等)提供精準(zhǔn)的動力和控制,直接影響板帶產(chǎn)品的厚度精度、板形質(zhì)量和生產(chǎn)效率。
一、液壓系統(tǒng)的核心組成
板帶冷軋液壓系統(tǒng)通常由動力源、執(zhí)行元件、控制元件、輔助元件四部分構(gòu)成,各部分功能如下:
動力源
主要包括液壓泵(如軸向柱塞泵)、驅(qū)動電機(jī)、油箱等,作用是將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為液壓能,為系統(tǒng)提供高壓油液(工作壓力通常為 10-30MPa)。
油箱需具備儲油、散熱、沉淀雜質(zhì)的功能,部分系統(tǒng)還會配備油溫控制器(加熱或冷卻裝置),確保油液溫度穩(wěn)定在 30-50℃。
執(zhí)行元件
負(fù)責(zé)將液壓能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能,驅(qū)動軋機(jī)動作,核心元件包括:
液壓缸:如壓下缸(控制軋輥垂直方向位移,調(diào)節(jié)輥縫)、側(cè)推缸(控制軋輥水平方向定位,保證板帶寬度精度)、彎輥缸(通過施加彎輥力調(diào)整軋輥凸度,改善板形)。
部分系統(tǒng)會用到液壓馬達(dá)(如驅(qū)動卷取機(jī)、開卷機(jī)的輔助傳動)。
控制元件
用于調(diào)節(jié)油液的壓力、流量、方向,實(shí)現(xiàn)對執(zhí)行元件的精準(zhǔn)控制,關(guān)鍵元件包括:
壓力閥(溢流閥、減壓閥):控制系統(tǒng)壓力,避免過載。
流量閥(節(jié)流閥、調(diào)速閥):調(diào)節(jié)執(zhí)行元件的運(yùn)動速度(如壓下缸的響應(yīng)速度)。
方向閥(電磁換向閥、電液換向閥):控制油液流向,改變執(zhí)行元件的運(yùn)動方向(如液壓缸的伸縮)。
伺服閥 / 比例閥:高精度控制元件,可根據(jù)電信號(如軋機(jī)控制系統(tǒng)的指令)連續(xù)調(diào)節(jié)流量或壓力,實(shí)現(xiàn)輥縫的微米級控制(滿足板帶厚度公差要求,通常為 ±1-5μm)。
輔助元件
包括油管(高壓無縫鋼管或軟管)、管接頭、過濾器(過濾精度通常為 5-10μm,防止雜質(zhì)磨損元件)、壓力表、蓄能器(吸收壓力脈動,保證系統(tǒng)壓力穩(wěn)定)等。
二、核心功能與控制邏輯
板帶冷軋液壓系統(tǒng)的核心功能是實(shí)現(xiàn)軋機(jī)的高精度閉環(huán)控制,以滿足板帶的厚度、板形等質(zhì)量要求,具體包括:
厚度控制(AGC 系統(tǒng),Automatic Gauge Control)
原理:通過壓下缸實(shí)時調(diào)節(jié)輥縫,補(bǔ)償因原料厚度波動、軋制力變化等因素導(dǎo)致的板帶厚度偏差。
控制邏輯:厚度傳感器(如 X 射線測厚儀、激光測厚儀)檢測出口板帶厚度,將信號反饋至控制系統(tǒng),系統(tǒng)計算偏差后,通過伺服閥控制壓下缸的伸縮量,實(shí)時調(diào)整輥縫,形成閉環(huán)控制。
響應(yīng)速度要求:壓下缸的動態(tài)響應(yīng)時間需小于 0.1 秒,才能及時補(bǔ)償軋制過程中的快速擾動(如原料硬點(diǎn)、軋輥熱膨脹)。
板形控制
通過彎輥缸、竄輥缸(部分軋機(jī)配備)等執(zhí)行元件調(diào)整軋輥的凸度或撓度,補(bǔ)償板帶的浪形(如邊浪、中浪)。
例如:當(dāng)檢測到板帶出現(xiàn)邊浪時,控制系統(tǒng)指令彎輥缸施加正彎輥力,使軋輥中部凸度增加,減少邊部壓下量,消除邊浪。
軋制力控制
系統(tǒng)需穩(wěn)定軋制力(通過壓力傳感器實(shí)時監(jiān)測),避免因軋制力波動導(dǎo)致板帶厚度不均或軋輥損傷。當(dāng)軋制力超過設(shè)定值時,溢流閥會自動卸壓,保護(hù)設(shè)備。
同步控制
對于多缸驅(qū)動的軋機(jī)(如四輥軋機(jī)的上下壓下缸),需通過比例閥或同步控制系統(tǒng)保證各缸的位移一致(同步誤差通常小于 0.1mm),防止軋輥傾斜導(dǎo)致板帶跑偏或厚度不均。
三、關(guān)鍵技術(shù)要求
由于冷軋過程對精度、響應(yīng)速度、穩(wěn)定性要求極高,液壓系統(tǒng)需滿足以下技術(shù)指標(biāo):
控制精度:輥縫調(diào)節(jié)精度可達(dá) ±0.001mm,彎輥力控制精度可達(dá) ±1%。
動態(tài)響應(yīng):伺服閥的響應(yīng)時間小于 50ms,壓下缸的階躍響應(yīng)時間(從靜止到設(shè)定位置)小于 200ms。
可靠性:平均無故障運(yùn)行時間(MTBF)需大于 1000 小時,避免因系統(tǒng)故障導(dǎo)致停機(jī)(冷軋生產(chǎn)線停機(jī) 1 小時可能造成數(shù)十萬元損失)。
抗污染能力:油液清潔度需達(dá)到 NAS 7 級以上(每 100mL 油液中,5μm 以上顆粒不超過 3000 個),否則會導(dǎo)致伺服閥卡滯、液壓缸磨損。