四辊轧机AGC油缸倾斜分析与处理

　　摘要：通过对四辊轧机AGC油缸过度倾斜而造成的频繁放油故障进行原因分析，并提出具体处理措施。
　　关键词：四辊轧机，AGC油缸，倾斜，分析与处理
　　1 前言
　　舞钢公司4200mm四辊轧机始建于1970年，设计较为先进，但与现代轧机相比仍较为落后，随着市场经济的高速发展和产品质量的逐步提升，为提高轧机的轧制精度，1995年从英国引进并安装了成套自动轧制液压AGC系统，并调试成功。近年来，AGC油缸的倾斜成为围绕我厂生产的一大难题，时常因为AGC油缸过度倾斜而造成频繁放油的故障，严重影响了轧机的正常生产。经过长期的实践、总结和改造，最终找到了事故的源头，并进行了有效的控制。
　　2 AGC油缸的组成和安装位置
　　
　　图1AGC油缸结构示意图
　　如图1所示，AGC油缸的机械部分主要由缸体1、柱塞2、缸盖3组成，为柱塞式液压缸，柱塞直径为Φ1180mm，工作压力最大为2500T。为了更好地保护油缸的正常工作，不损坏其工作行程和倾斜程度，由对角安装的两个位置传感器4进行监控，将位移讯号传送至计算机转化处理，显示数值差。当油缸两侧差值超过设定值10mm时，实现自动放油，起到保护作用。
　　
　　图2AGC油缸安装示意图
　　如图2所示，AGC油缸共2套，分别安装于轧机传动侧与换辊侧上支承辊轴承座上平面，与压下丝杠间增设有压下平垫、止推铜垫等附件，在轧制过程中平衡辊系差，稳定辊缝，保证轧件的正常轧制。
　　3 油缸倾斜的概念
　　由于油缸的特殊设计，缸体与柱塞之间可以相对摆动，柱塞体与油缸盖通过固定螺栓、销钉把合成一体，当柱塞偏摆时，缸盖与缸体之间的距离发生变化，即倾斜。在正常轧制过程中，受辊系的摆动和受力弹跳，AGC油缸预倾斜进一步发生变化，为自倾斜。预倾斜为基本因素，自倾斜是后期表现，理论上来讲，如果油缸缸体与柱塞工作面为绝对平行面时，倾斜值为“0”。通过现场观察、测量，油缸在充油预倾斜状态下，油缸盖不发生变化，油缸缸体出现变化，也就是缸体相对于柱塞发生倾斜（框式水平仪）。
　　4 AGC油缸倾斜原因分析
　　4.1 轧机上支承辊油缸安装平面的影响：
　　上支承辊表面设计为平面，垂直于轧辊轴线，且有一定光洁度要求，为加工表面，由于上辊在载荷作用下向上弯曲，内侧与油缸底发生挤压，现形成内侧下沉，最大为1.5mm的压坑，产生油缸倾斜量δ1，以3mm计算，倾斜量为δ1＝0.6×2＝1.2mm。
　　4.2辊系水平度对油缸的影响
　　轧机下支承辊随着辊系修磨直径更换时，为了达到设计轧制标高，以下支承辊两侧轴承座下垫板进行调整，现场使用后的垫板，存在受力延展变形，垫板的安装接触面及轧机牌坊同样存在内侧压坑，最大测量值为6mm。虽然两侧垫板理论调整量相等，但在调零压力作用下，传动侧与换辊侧下弹程度不一，最终反映到上支承辊轴心线不水平，以200mm框式水平仪测量，水平倾斜量有时可达10mm，则油缸产生倾斜量δ2，以3mm计算，倾斜量为δ2＝1.8×2＝3.6mm。
　　4.3上支承辊与轧机机架的间隙对油缸的影响
　　实际生产中，轧机上支承辊由于轧制压力的不同，往往发生不同程度的晃动，我厂轧机投产已30年，且近十年来，钢产量不断攀升，由原年产40万吨达到年产130万吨，轧机不断老化。2006年12月，在对轧机机架滑板更换时，发现轧机杨架本体表面由于长期受轧辊的晃动和挤压，形成大面积压坑，且深度、面积不一，尤其是下半部经常工作使用的部分更为严重，直接影响到轧机滑板更换的平行度与对称度，造成上支承辊装入后间隙不均匀和调整困难，最大处可达5mm左右。
　　调零时，上支承辊轴承座相对于轧制中心线产生空间旋角，油缸产生倾斜量δ3，以4mm计算，倾斜量为δ3＝1.6×2＝3.2mm。因为轧机机架本体不平整，滑板安装不实，瞬间增大上支承辊轴承座的晃动，产生一个未知的倾斜量δ4，这时油缸的总倾斜量即为自倾斜量。当δ1＋δ2＋δ3＋δ4＞10mm时，油缸放油。
　　5 改进措施
　　AGC油缸设计为可倾斜，但在实际应用过程中需要设计一定的范围，当超出设计要求时，也就同时预示着轧机辊系的不稳定，为了改善此现状，保证AGC油缸的正常运行，我厂采取以下几点措施，成效显著：
　　① 机架滑板的调整。2009年4月对轧机工作辊辊系本体焊补、加工，并恢复其设计精度，上、下支承辊滑板本体测量后，加厚滑板并进行调整，使得安装后辊系滑板均匀，易于控制。
　　② 对上支承辊平台修复处理。
　　③ 依据安装、调零后上支承辊的水平度测量，再次合理调整下垫板厚度，减小下辊弹跳同时，使辊系趋于水平。
　　6 取得效果
　　通过上述改造措施的实施，目前我厂轧机AGC油缸传动侧与换辊侧预倾斜量在1～2mm之间，轧制过程中的自倾斜达到5～6mm，工作十分稳定。原来因AGC油缸故障造成的非计划停时每月近5小时，自2009年4月改进后至今运行良好，无设备故障，无非计划停时，提高了生产作业率，保证了钢材质量。