白恩泽

（太原重工轮轴分公司，山西 太原 030024）

1 改造前液压系统状况

（1）轧机液压系统在改造前，轧机主轧辊和导向辊液压系统位于同一油站，系统间相互干扰。油箱大，油泵电组置于油箱上面，由于液压站摆放空间有限，所以整个站内拥挤维修空间有限。采用双出轴电机大小泵采用定量泵而且不工作时也长期处于压力状态，系统发热严重无法控制，使整体工作效率大大下降，根据钢轮目前生产节奏，要求主轧辊前进速度142.2 mm/s，后退速度在205.7 mm/s，导向辊前进速度204.9 mm/s，后退速度273 mm/s，但原有系统远远达不到上述参数要求且系统压力P只能设定在5 MPa左右，无法满足更高的生产节奏。元器件及管道内泄外漏严重，压力不能根据料温任意调节使车轮无法均匀轧制，质量无法保证。整个系统元器件较大精度低无法进行微调控制，元器件采用管式连接，占地面积较大，维护空间小，处理问题极不方便。由于系统使用时间较长关键部件早已退出市场，备品备件无法采购，生产过程中存在巨大隐患。

（2）轧机下边辊液压系统和压紧辊液压系统处于同一油站，压紧辊装有伺服控制系统，要求其液压执行机构的运行能够精确地跟踪随机的控制信号的变化，液压控制系统多位于闭环控制系统，要求系统压力稳定、响应快、精度高。压紧辊系统有机械—液压—电气一体化的电液伺服阀、压力传感器。这就要求系统提供高清洁度油源，原有系统与下边辊共用一个液压站，整个油站无任何冷却和过滤装置，温度高污染严重，经常出现伺服阀卡死压力无法建立等现象。压紧辊在工作的过程中要求压力均匀而稳定的上升，最后一般控制在12 MPa左右，由于原有元器件及管道内泄外漏严重，压力无法保证，不能根据料温任意调节使车轮无法均匀轧制，质量无法保证。整个系统元器件较大，精度低无法进行微调控制，元器件采用管式连接占地面积较大维护空间小处理问题极不方便。由于系统使用时间较长关键部件早已退出市场，备品备件无法采购。控制元器件和泵本身的泄漏无法处理对环境造成巨大的污染。油泵电机组单一，出现问题影响整个生产。

（3）轧机上料手系统流量小，单独油泵电机组无法满足要求，必须两个泵同时启动，失去了泵组一备一用的意义，油缸前进、后退无减速装置，对机械冲击过大常造成地脚松动、主体开焊等现象。两抬升缸不同步，使两侧的导向机构磨损严重。油泵常处于带压状态不但系统发热而且造成能源的浪费，温度高、加速密封老化经常出现跑冒滴漏现象，环境污染严重。元器件采用管式连接、占地面积较大、维护空间小、处理问题极不方便。由于系统使用时间较长关键部件早已退出市场，备品备件无法采购，长期处于带病工作状态，严重影响生产。

（4）轧机下料手油站体积相对较小，随设备移动对油箱的密封性要求较高，原有设备油箱密封性差，随着设备的振动油溢出对环境造成污染。抬升、下降速度无法控制，机械振动严重经常出现开焊断裂现象。

（5）轧机稀油润滑系统是提供轧机齿轮箱润滑的关键设备，衡量润滑质量关键是油质和系统压力，原有系统无任何净化和油水分离装置，油质差、设备润滑效果不理想。油泵小压力只能在3kg/cm2左右，无法保证所有润滑点畅通（要求压力在≥5 kg/cm2）。

2 改造的设想及思路

2007年迎来太原重工技改年，同年2月钢轮分公司领导毅然决定将轧机液压系统改造列入技改项目，并作为重点项目之一。立即成立七辊卧式轧机液压系统改造小组，根据以上存在的问题进行反复测绘、论证、选型、咨询、原理重新设计、最终确定方案、选厂家。

3 最终改造方案的确定

（1）轧机液压系统改造包括：①轧机主轧辊液压系统；②轧机压紧辊液压系统；③轧机导向辊液压系统；④轧机下边辊液压系统；⑤轧机上料手液压系统；⑥轧机下料手液压系统；⑦轧机稀油润滑系统。

（2）将主轧辊和导向辊两油站分开，油泵电机组一用一备，采用双出轴电机小泵与川崎重工变量泵排量45 mL/r（加载保压），大泵采用伊顿定量泵排量265 mL/r（保证系统流量）这样既有效地控制了油温又保证了系统的速度要求，小泵加载时大泵空循环，有效地节省了能源。大泵根据要求在0～6MPa，小泵在0～18MPa之间任意调节。油泵电机组落地，控制元件选用进口REXROTH产品，精度高、响应快，采用板式连接处于同一集成块上结构紧凑美观、占地小、便于维护。为保证液压系统在运行的过程中更好地净化和冷却，外设了低压自循环冷却清洗回路，回油过滤精度20 μm，冷却器面积为5 m2。使油温控制在50°以下，油液符合NAS1638污染等级标准。

（3）将轧机下边辊和压紧辊油站分开，压紧辊装有伺服控制系统，要求其液压执行机构的运行能够精确地跟踪随机的控制信号的变化，液压控制系统为闭环控制系统，要求系统压力稳定、响应快、精度高。压紧辊系统有机械—液压—电气一体化的电液伺服阀、压力传感器。这就要求系统提供高清洁度油源，压紧辊采用不锈钢油箱内部不加任何处理消除以往油箱内壁材料和涂料成为油液的污染源。伺服阀前后放置进口HYDAC高精度的过滤器，过滤精度为5 μm。在满足工艺要求的情况下与主轧辊、导向辊元器件尽量统一便于准备备件，采用双出轴电机，小泵采用川崎重工变量泵排量45 mL/r（加载保压），大泵采用伊顿定量泵排量265 mL/r（保证系统流量）这样既有效地控制了油温又保证了系统的速度要求，小泵加载时大泵空循环，有效地节省了能源。大泵根据要求在0～6 MPa，小泵在0～21 MPa之间任意调节。油泵电机组落地一用一备，控制元件选用进口REXROTH产品，精度高、响应快，采用板式连接处于同一集成块上结构紧凑美观、占地小、便于维护。为保证液压系统在运行的过程中更好地净化和冷却，外设了低压自循环冷却清洗回路，平均20 min将油箱的油循环过滤1遍、回油过滤精度20 μm，冷却器面积为5 m，保证油温连续工作时温度控制在50°以下，油质符合NAS1638污染等级标准。

（4）下边辊液压站在原有系统的基础上将油马达一腔加有平衡阀有效避免下边辊下落冲击，在总回油上设有冷却过滤装置。油泵电机组一用一备。保证油温连续工作时控制在50°以下，油质符合NAS1638污染等级标准。

（5）轧机上料手为了避免上述现象，在系统前进、后退增加了快慢速，抬升油缸后腔安有分流阀使抬升同步且平稳，系统总回油装有冷却装置和过滤装置。增加油泵的排量使单独的油泵电机组能够满足要求，真正实现一备一用，泵头采用电磁溢流阀无动作时空循环系统不易发热同时节省能源。

（6）下料手从装配上改变以前油泵电机组及阀块摆放位置不合理，将油箱密封并装空气滤清器，增加节流调速装置消除冲击现象。

（7）润滑系统增加磁性过滤装置和两道100 μm的网式过滤器。油箱内部设有隔板将吸油区和回油区分开，隔板高度为油箱高度的1/2，回油在回油区经过过滤沉淀后从隔板上方进入吸油区，回油区设有排污口，当水位达到设定的位置时从排污口排放，系统采用NB4-C100F齿轮泵一用一备。

（8）以上所有液压系统分别装有压力变送器、温度变送器和液位控制继电器，在操作室内装有二次仪表和指示灯，在操作室内就可以监控站内运行情况，节省了大量巡检时间而且第一时间发现问题。

4 改造完成效果

经过20天的安装、调试，2007年11月13日正式投入使用，从运行情况来看，整个轧机液压系统运行稳定、噪声低，各轧辊和机械手定位准确反应灵敏，效率较以前有了大幅度提高，由原来每小时轧制30多片增加到目前的近40片，改变以往在轨道堆积待轧现象，保证在规定的温度范围内轧制，从而提高了轧制质量。液压站内外环境有了大幅度的改善，维修空间加大。

[1]宋鸿尧等，液压阀设计与计算.北京：国防工业出版社，1981，94

[2]史维祥等，液压气动计算控制系统抗干扰的研究与实践液压工业.1988，197

[3]何存兴等，液压元件.北京：机械工业出版社，1982，554