二辊平衡液压系统的分析与改造

　　1 二辊平衡液压系统的功能

　　在二辊轧机电动压下系统中,上工作辊由于自身重量G (G=mg)的作用,会在电机压下机构的丝杠螺母配合面的上部产生间隙。如图1所示。

　　如果不消除这个间隙,则当板坯通过辊缝后,在轧制力F的作用下,上轧辊会向上运动$的行程,使原先调整好的辊缝值h变为h+,且辊缝的变化量的值不可控制。

　　为了解决这一问题,传统的做法是采用两个平衡液压缸,在轧制开始前,通入平衡液压缸恒定的压力油将上轧辊抬起行程,消除丝杠螺母配合面的上部间隙,以保证轧制过程中已调节好的辊缝不再发生变化。

　　为了达到这一目的,要求驱动平衡液压缸的液压系统工作压力稳定,压力波动范围小,控制精度高,液压系统工作可靠。液压缸在起平衡作用的过程中不消耗大的功率,系统应具有良好的节能效果。

　　图2为二辊平衡液压系统原理图。

　　2 二辊平衡液压系统改造的关键技术

　　2.1 按工作介质要求选用耐水-乙二醇液压元件

　　平衡液压缸安装在高温钢坯的顶部,为保证防火要求,二辊平衡液压系统工作介质选用水乙二醇抗燃液压液。

　　水乙二醇抗燃液压液是含水聚合物溶液。水、乙二醇和高分子增稠剂是该液压液的主要成分,通过添加多种必要的添加剂来提高其综合品质。它以其良好的抗燃性能在接近高温和火源环境下的液压系统中获得了广泛的应用。

　　使用水乙二醇的液压系统不允许有活泼金属(如铜、锌、镉等)和遇碱性水溶液易溶胀和断裂的密封及过滤材料直接与水乙二醇接触,因此,本系统所选用的液压元件(泵、阀)和附件(冷却器、过滤器、检测仪表、密封件、管道及油箱等)必须全部按耐水乙二醇的要求选择,必要时需单独订制。根据水乙二醇的物理特性,当泵站压力达到20MPa (好富顿公司提供的极限值为25MPa)以上时,水乙二醇在液压泵中的高速摩擦副中受到的剪切作用将使水乙二醇的分子链被剪断,致使水乙二醇在系统中丧失应有的润滑性能。因此,液压泵只能在降低压力的条件下使用,液压泵提供的最高压力必须低于该压力值。

　　2.2 按节能要求配置液压系统动力源

　　平衡液压缸动作行程小(为齿侧间隙),要求动作的时间短(对应的系统供油流量大),平衡缸到达平衡位置后基本不再动作,只要求有可靠的压力稳定性即可。

　　系统要求的平衡压力由液压系统提供,该压力值由下式确定:

　　式中: m--上轧辊及提升机构的质量, m=814@104kg;

　　A--单个平衡缸(柱塞缸)的作用面积, A=