加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任

加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任

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加热炉步进梁运动啸叫原因及处理责任宝钢1780热轧带钢生产线，采用步进梁式加热炉，步进动作靠液压驱动。自投产以来，三个加热炉的液压系统均出现了梁下降时管路振动和啸叫。每个加热炉配一套液压系统，完成步进梁的升降和平移动作。系统利用比例阀控制，使步进梁能按设定的速度曲线运行。升降缸的系统原理如图1，上升时，电磁阀1、3、6、7得电动作。下降时，电磁阀2、3、4、5、7得电动作。定差减压阀控制比例阀前后压差为恒定，使得速度线性可控。

一、故障现象

步进梁升降振动。下降过程中，在加速结束转为匀速运动时，出现啸叫现象。伴随着啸叫，压力瞬时降低，然后又慢慢恢复；负责上升和下降的电磁阀得电时，系统液压冲击大，振动剧烈。

二、故障分析

啸叫发生时，系统的压力降低，这是泵供油不足的表现。因此，啸叫是因为系统的流量供应不足引起的。但是，油缸上升时，泵给无杆腔供油，下降时，泵给有杆腔供油，油缸上升、下降的速度曲线基本一致，而无杆腔容积比有杆腔容积大得多，因此，上升所需流量比下降时大得多。既然下降时会发生系统流量供应不足的现象，为什么上升时没有发生泵供油不足的现象呢？啸叫发生时，油缸供油路和回油路的压力都下降了，但供油路压力降至极低点，因此啸叫产生在供油路上。现假设流量足够低，对供油路的两个阀进行分析，减压阀全开，不会有振动产生，当然也就不会啸叫。而5号插装阀在压力足够低的情况下，会因弹簧力作用使阀芯关闭，切断油路，而后，流量积蓄，压力上升，再顶开阀芯，泄掉压力，阀芯又关闭。这样周而复始，产生了振动，导致啸叫产生。因而得出，啸叫是因5号插装阀的快速频繁启闭而产生的。

仔细观察系统运行情况，发现油缸上升时，变量柱塞泵的斜盘很稳定，随速度变化而作相应变化。但油缸下降时，泵的斜盘倾角变化异常，下降开始时，泵的斜盘由最小打到最大，接着在接近最小时啸叫产生。然后倾角又增大，并稳定。接下来，随油缸的速度，倾角作相应变化。显然，啸叫产生时，泵处于倾角最小状态，这时的泵流量最低。啸叫的产生的确是系统供油不足，而供油不足是泵斜盘变化异常引起，进一步的原因是油缸下降时的加速度与泵的响应不能匹配的缘故。

三、解决措施

1．电磁阀得失电时序的调整

原系统设计中，升降缸下降到底时，6号阀延时1s后得电，以释放有杆腔压力。现改为6号阀不得电，有杆腔压力不释放，以缓冲液压冲击。油缸下降时，原设计中2号阀会比其他阀延迟1s得电。现调整延迟时间，改变油缸下降瞬时的受力，即对油缸下降瞬时的加速度有所改变，起到了减小振动和啸叫的作用。

2．泵压力和流量的调整

原设计中，系统6台变量柱塞泵，开5备1，泵出口压力设定为

16MPa。重新对系统审核计算，每只加热炉有4个升降缸同时工作，最大负载G=19681，最大垂直速度v=12mm/s，缸筒直径D=320mm，活塞杆直径d=200mm，油缸与地面夹角α=10°,步进梁轮与导轨间摩擦因数介0.01以及轮内轴承摩擦因数折算为f＇=0.001。计算可得：每只油缸的受力890kN。系统所需最大压力12MPa。系统所需最大流量1333.2L/min。每台泵在压力为12MPa时的最大流量360L/min。所需泵的数量为4。

确定4台泵已足够供应系统所需流量，12MPa的压力足够提升步进梁和梁上板坯。因此将压力调整为12MPa，改变泵的响应，减小了振动和啸叫。而因为定差减压阀存在，泵的调整对油缸下降的速度曲线不影响，也就是说，这样的调整对系统没有副作用。

3．系统回路的调整

除了以上措施外，对系统下降回路也做了调整这一调整措施，已经申请了本厂的技术秘密。