PSW-80型行星軋機是從國外引進(jìn)的銅管加工設(shè)備，用于管狀銅坯的軋制成型加工，產(chǎn)品長達(dá)數(shù)百米。軋機出口成卷導(dǎo)向輥由液壓馬達(dá)驅(qū)動，主要用于成品的導(dǎo)向、牽引、矯直、成卷和廢品處理。
       圖5-4 (a)所示為該機原有的成卷液壓系統(tǒng)原理圖，這是一個泵控馬達(dá)開式容積調(diào)速系統(tǒng)。系統(tǒng)的執(zhí)行器為配成4對的8個雙向定量液壓馬達(dá)11～18，每對同側(cè)的四個液壓馬達(dá)串聯(lián)連接，其中馬達(dá)13與馬達(dá)14的軸通過一對齒輪19嚙合，以實現(xiàn)8個馬達(dá)的轉(zhuǎn)速同步。系統(tǒng)的油源為變量液壓泵1，其供油壓力由溢流閥5設(shè)定，并由壓力表6顯示；泵1的排量大小取決于變量缸2的位置，變量缸的位移由電液比例閥4控制；控制油源為定量液壓泵7，其控制壓力由溢流閥8設(shè)定并通過壓力表9顯示。而各液壓馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向由三位四通電液換向閥10控制。 

                      
                                                                          (a)泵控馬達(dá)調(diào)速系統(tǒng) (b)閥空馬達(dá)調(diào)速系統(tǒng)
                                                                                  圖5-4行星軋機液壓系統(tǒng)原理圖
1-比例變量液壓泵；2-變量缸；3-比例控制器；4-比例閥；5、8、21-溢流閥； 6、9、23-壓力表；7-控制液壓泵；10 -三位四通電液換向閥；11～18 -雙向定量液壓馬達(dá)；19-齒輪；20-恒壓變量液壓泵；22-蓄能器；24-電液比例方向閥 
         系統(tǒng)工作時，軋制的銅管制品從成對馬達(dá)驅(qū)動的導(dǎo)向輥中通過，運行中要求導(dǎo)向輥表面的線速度與銅管的移動速度相等。否則，導(dǎo)向輥與銅管之間的相對滑動將滑傷銅管外表面，造成產(chǎn)品報廢。為此通過調(diào)節(jié)比例閥4控制的變量泵1的流量對馬達(dá)進(jìn)行容積調(diào)速，而馬達(dá)空載和牽引時所需的不同壓力由比例控制器3的壓力控制通道進(jìn)行控制。但是在實際生產(chǎn)運行中，該系統(tǒng)液壓馬達(dá)的轉(zhuǎn)速控制精度較低，操作者難以精確調(diào)整馬達(dá)轉(zhuǎn)速使輥輪與銅管間的線速度同步，影響產(chǎn)品的表面質(zhì)量。
        造成上述結(jié)果的主要原因是比例閥控制的變量泵的流量調(diào)節(jié)精度較低。改進(jìn)后的液壓系統(tǒng)如圖5-4 (b)所示。執(zhí)行器部分與原系統(tǒng)相同，但是油源及馬達(dá)的換向回路有較大改動。系統(tǒng)改用恒壓變量泵20供油，壓力由溢流閥21設(shè)定，泵出口加設(shè)的蓄能器22作泵的輔助動力源，以滿足系統(tǒng)短時大流量的要求。原電液換向閥10改換成電液比例方向閥24，用于控制馬達(dá)的旋轉(zhuǎn)方向和流量，實現(xiàn)調(diào)速。系統(tǒng)運行時，只要通過比例控制器調(diào)節(jié)比例方向閥24的電信號方向和大小，即可獲得所要求的方向和流量，使馬達(dá)轉(zhuǎn)速與導(dǎo)向輥線速度一致。
        (3)技術(shù)特點
         1)原系統(tǒng)采用比例泵容積調(diào)速，精度較低。
         2)改進(jìn)后的系統(tǒng)采用比例閥直接調(diào)速，油路結(jié)構(gòu)簡單，控制精度和系統(tǒng)的工作可靠性提高，操作維護難度和系統(tǒng)發(fā)熱降低。通過設(shè)置蓄能器可以降低液壓泵的規(guī)格。
         該鋁箔粗、精軋機組是從德國ACHENBACH公司引進(jìn)的先進(jìn)鋁箔軋制設(shè)備。機組采用了四輥不可逆恒軋制力、有輥縫和無輥縫兩種軋制工藝。最終產(chǎn)品為B=l. 55m，δ=2×6μm的鋁箔。全機組采用了多種先進(jìn)的液壓控制技術(shù)，以實現(xiàn)高精度、高質(zhì)量的鋁箔產(chǎn)品生產(chǎn)，尤其是軋機液壓推上系統(tǒng)采用了美國伺服公司(SCA)的液壓伺服控制技術(shù)，用電液伺服閥來控制軋機軋輥的推上，是在電動液壓控制、機械伺服閥控制的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的全液壓結(jié)構(gòu)。 
        電液伺服控制系統(tǒng)及其工作原理
        圖5-5所示為該軋機液壓馬達(dá)控制系統(tǒng)的原理圖。系統(tǒng)的油源為兩臺徑向柱塞變量液壓泵5和6，泵的出口設(shè)置的溢流閥7用來設(shè)定液壓系統(tǒng)的最高工作壓力，防止液壓泵過載；系統(tǒng)最低壓力由壓力繼電器8控制，帶污染報警壓差繼電器的精密過濾器9用以防止電液伺服閥11因油液污染而堵塞。系統(tǒng)采用不銹鋼油箱1，油箱設(shè)有油溫控制調(diào)節(jié)器3和液位控制器4；獨立于主系統(tǒng)的定量液壓泵2用于系統(tǒng)的離線冷卻循環(huán)過濾。系統(tǒng)有兩個傳動側(cè)，A側(cè)和B側(cè)的壓下缸采用電液伺服閥控制（圖中未畫出）。SCA系統(tǒng)的執(zhí)行器是裝在軋機下支承輥軸承座下面機架窗口處的兩個既有油路聯(lián)系又能獨立工作的活塞式液壓缸20，主要由電液伺服閥11控制；A、B側(cè)回路中各有一套皮囊式蓄能器16；Bl、B2、B3、B4為A、B側(cè)檢測液壓缸20帶動工作輥位移的位置傳感器；A、B側(cè)回路中的壓力傳感器17用以檢測液壓缸20在軋制工作中的工作壓力。圖5-6所示為SCA系統(tǒng)的控制原理方塊圖，其功能包括工作輥的位置控制、軋制力控制、兩個工作輥輥縫開合調(diào)節(jié)控制及軋輥傾斜度控制。 

                                                                                               圖5-5 軋機液壓馬達(dá)系統(tǒng)原理圖
1-油箱；2-定量液壓泵；3-油溫控制調(diào)節(jié)器；4-液位計；5-徑向柱塞變量液壓泵； 6、10-單向閥7-溢流閥；8-壓力繼電器；9-精密過濾器；11-電液伺服閥； 12-二位二通電磁換向閥；13 -溢流閥14-二位三通電磁換向閥；15-=位二通手動換向閥；16-皮囊式蓄能器；17 -壓力傳感器；18-節(jié)流閥；19-雙作用三通壓力閥；20-推上活塞缸；Bl—B4-位置傳感器 
                                                     
                                                                                                                                       圖5-6 SCA系統(tǒng)控制原理方塊圖
       根據(jù)原料厚度不同，鋁箔的軋制分為兩個不同的軋制工藝：原料厚度由0.5mm軋制到0.15mm的軋制過程采用有輥縫、恒軋制力軋制；由0.15mm軋制到12μm（兩層）的軋制過程采用無輥縫、恒軋制力軋制。無論是有輥縫還是無輥縫軋制，在初調(diào)時，輥縫、軋制力、軋輥的傾斜度的給定值均被設(shè)定為零，并輸入計算機儲存。 
      1)有輥縫軋制工作時，首先啟動冷卻循環(huán)過濾泵1使油箱中的油液達(dá)到一定的溫度和清潔度，然后啟動工作泵5，按要求向系統(tǒng)輸送一定流量和壓力的油液。根據(jù)軋制工藝要求，人工給定一個代表初始厚度的電量Aeho后，經(jīng)伺服放大器變成輸出電流Δi，電液伺服閥中的閥心（滑閥）運動，從而將輸出流量Aq,至A側(cè)和B側(cè)液壓缸20的無桿腔，推動液壓缸活塞向上移動，液壓缸有桿腔的油液通過閥19、14排回油箱。
當(dāng)空負(fù)載時，只有安裝在推上缸20兩側(cè)的位置傳感器Bl～B4發(fā)出反饋信號Δes與給定信號Δepho進(jìn)行比較，兩者相平衡（相等）時，則伺服閥輸入電量為零，系統(tǒng)輸出也為零，液壓缸活塞停止移動。此時，兩工作輥之間保持一定的輥縫，如果輥縫的大小不滿足工藝要求，還需要調(diào)整輥縫，只需增大或減少給定值即可。
        當(dāng)輥子咬入鋁帶時，因軋制力變化引起軋機機體彈跳變化造成真實輥縫的改變，此時的給定值仍然不變，而反饋量發(fā)生改變破壞了平衡。伺服放大器反向輸出，自動進(jìn)行糾偏調(diào)節(jié)，而達(dá)到新的平衡。軋制力的變化由安裝在伺服閥輸出管路上的壓力傳感器17發(fā)出反饋信號Δep與給定信號Δepo進(jìn)行比較，當(dāng)兩者平衡時，伺服閥的輸入電量為零，液壓缸20的活塞停止。
       為了克服因給定值不準(zhǔn)確、軋輥的磨損，元件本身誤差等因素對所軋制的鋁箔厚度的影響，在上述位移反饋和壓力反饋兩個閉環(huán)基礎(chǔ)上，SCA系統(tǒng)出口還設(shè)有帶材測厚儀反饋檢測環(huán)節(jié)（外閉環(huán)），用以測出厚度差，其反饋信號和初始的給定量疊加，修正出精確的輥縫，進(jìn)一步提高控制精度，使產(chǎn)品質(zhì)量達(dá)到要求。
        2)無輥縫軋制無輥縫軋制時，靠軋輥的彈性變形來軋制。與有輥縫軋制相同的是，輥縫和軋制力的控制調(diào)節(jié)，仍然依靠位置傳感器B1～B4和壓力傳感器2所測的實際值作為反饋，與給定值進(jìn)行比較后，輸給伺服閥進(jìn)行調(diào)節(jié)，以滿足工藝要求，但出口帶材的厚度不是由SCA系統(tǒng)控制，而是靠改變卷曲機的張力和軋制速度來實現(xiàn)的。
       在軋制過程中，如果發(fā)生“斷帶”故障，位置傳感器迅速發(fā)出信號，事故程序控制系統(tǒng)立即使電液伺服閥11和電磁換向閥12通電換向，液壓缸無桿腔流量卸載，閥12是伺服閥的輔助閥，起快速卸載作用。此時電磁換向閥14也通電換向，使液壓泵的壓力油經(jīng)雙作用三通壓力閥19進(jìn)入缸20的有桿腔，加速液壓缸退回，以免軋輥在斷帶時燒損。 
       推上缸20和伺服閥11靠安全溢流閥13進(jìn)行壓力卸載保護。由于伺服閥存在著壓力零位漂移，會影響伺服閥的控制精度，甚至引起系統(tǒng)共振，所以為了穩(wěn)定伺服閥的供油壓力，在系統(tǒng)中裝有皮囊式蓄能器，并且由閥13保護。
        如果伺服閥堵塞及油液污染，則精密過濾器9的進(jìn)出口壓差將增加，其附帶的壓差繼電器迅速發(fā)出濾芯污染報警信號，使供油停止。更換新的濾芯后警報解除，繼續(xù)向系統(tǒng)供油，以高清潔度的油液保證伺服閥正常工作。
        (3)技術(shù)特點
        1)優(yōu)點
        ①本鋁箔軋機采用了先進(jìn)的電液伺服控制技術(shù)、傳感技術(shù)和計算機控制技術(shù)。其結(jié)構(gòu)型式和控制方式與電動液壓推上機械伺服閥控制的液壓推上系統(tǒng)相比更簡單、更穩(wěn)定、更可靠、精度更高。所以被國際上公認(rèn)為最理想的軋機推上控制方式。西歐各國在鋁箔軋機上基本都采用了這種結(jié)構(gòu)和控制方式。
       ②采用電液伺服控制系統(tǒng)控制軋機軋輥的推上，由高精度的輥縫位移傳感器、壓力傳感器和測厚儀組成閉環(huán)反饋控制，響應(yīng)快、精度高，保證了鋁箔產(chǎn)品的軋制質(zhì)量。
       ③液壓系統(tǒng)的壓力、流量、溫度及油液清潔度等采用了程序控制和措施，如軋制過程斷帶出現(xiàn)時的快速卸載、系統(tǒng)的離線冷卻循環(huán)過濾等，是系統(tǒng)正常運行的可靠保證。
      2)缺點 
     ①油源供油壓力高，要選用高壓泵。
     ②對油液的清潔度要求苛刻，一般為NAS4級以上，油液稍有污染，就會造成閥件堵塞。 
     ③對環(huán)境要求苛刻，工作環(huán)境條件的變化會引起電液伺服閥零位漂移，使系統(tǒng)出現(xiàn)誤差。
     ④電液伺服閥的精度比較高，維護、檢修等比較困難。

本文標(biāo)題：銅管行星軋機成卷和鋁箔軋機液壓馬達(dá)傳動系統(tǒng)

---

分類：液壓行業(yè)知識
標(biāo)簽： 液壓馬達(dá)