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【摘要】 天津钢管公司轧管厂258机组连轧前台芯棒支承辊自投产使用来，逐渐曝露出液压缸故障频繁、且维修成本高、维修时间长；针对芯棒支承辊存在的问题进行了总结分析，提出了对调整装置的改进方案，改造后的芯棒支承辊调整装置运行较平稳，降低了维修成本，减少故障时间、提高了设备作业率，提高了生产效率。
关键词芯棒支承辊液压缸液压回路改造
中图分类号： TG315 文献标识码： A 文章编号：
1 引言
芯棒支承辊主要在钢管生产线不可缺少的设备之一，芯棒支承辊的主要作用为支撑芯棒及毛管，保证在芯棒及毛管运行的过程中，芯棒做水平直线运动，确保每个支承辊高度均一致，减少对芯棒及毛管外表面的划伤。钢管生长线的芯棒支承辊共九组设备，其中前四组均带有毛管位的调整装置，随着生产的节奏也逐渐加快，芯棒支承辊在使用中发现诸多问题亟需解决，主要体现在液压缸故障频发、四组芯棒支承辊的高度不一致、人员调整及更换时间过长、维护成本高；严重制约着生产；通过对芯棒支承辊调整装置的故障分析，查找原因，对其进行彻底的改进，解决生产中遇到的瓶颈。
2 芯棒支承辊的工作方式及原理
芯棒支承辊在实际使用中共三个位置，分为低位（即零位）、毛管位、芯棒位。原设计的芯棒支承辊调整装置主要由、双作用缸（图1）、单作用缸（图2）、螺旋千斤顶（图3）、摆臂轴（图4）、辊子套件（图5）组成，其中双作用液压缸与摆臂轴连接，控制支承辊的动作，单作用液压缸与螺栓升降机连接，通过调整螺旋升降机的形成来控制单双作用液压缸的间距；芯棒位为双作用液压缸缸杆全部伸出，其他部件无动作；毛管位为双作用液压缸缸杆全部伸出，同时单作用液压缸缸杆全部伸出，单作用与双作用液压缸缸相对布置，由于单作用液压缸的作用力大于双作用液压缸的作用力，所以单作用液压缸的缸杆将双作用液压缸的缸杆顶回一定距离，进而形成毛管位，毛管位的高低则通过调整螺栓升降机的行程来控制；零位即单双作用缸的缸杆全部缩回，支承辊辊子降到最低位。
图1
主要技术参数
双作用液压缸63/45-280mm
单作用液压缸80/56-90mm
3 故障现象及分析
3.1 故障现象
随着生产节奏的逐渐加快，芯棒支承辊每30秒均需要完成芯棒位、毛管位、零位的循环动作过程。在芯棒支承辊使用一段时间后，经常出现4组芯棒支承辊的毛管位高度不一致现象，造成毛管表面出现划伤，影响产品质量；其次，双作用液压缸缸杆经常出现切断的现象，造成较长的故障停机时间，严重制约着后续生产，影响作业率。
3.2故障分析
结合芯棒支承辊调整装置的工作原理，对以往的故障进行分析，造成以上事故的主要原因为，在芯棒支承辊每完成一个毛管位时，单双作用液压缸的缸头撞击一次，随着生产节奏的逐渐加快，缸头的撞击更加频繁，在使用一段时间后，双作用液压缸的缸头磨损严重，且四组芯棒支承辊的双作用液压缸缸头磨损不一致，造成支承辊的高度不一致；另外由于单双作用液压缸的缸头磨损都较严重，导致单双作用液压缸的接触点不处于两者的固定水平基准面内，造成单作用液压缸对双作用液压缸的压力角变大，最终造成双作用液压缸缸头切断。
的单双缸的反复的撞击对备件的磨损较严重，给设备的维护造成了很多的不便，另外，由于单双缸的撞击不均，导致位置出现偏差，统一调整支承辊顶杆位时各支承辊位置不统一，单独调整需要移动液压缸底座，程序繁琐，底座易松动，调整时间较长，给后续生产造成很大的阻碍。
4改进措施
通过对故障分析可知，发生故障的主要原因是系统的设计不能满足现场的实际使用情况，致使芯棒支承辊调整装置故障频发，为了克服原有装置存在的缺陷，将毛管位的机械控制改为位移传感器控制液压缸的行程，进而达到毛管位的高度要求。
为了避免单双作用液压缸的再次撞击发生事故，将原有的单作用液压缸和螺旋升降机去除，改进后的芯棒支承辊装置如图2所示，分别有双作用液压缸、摆臂套件、以及液压缸尾部的位移传感器组成；改进后的装置仅由双作用液压缸驱动芯棒支承辊动作，同时在双作用液压缸尾部增加位移传感器，通过位移传感器来控制双作用液压缸的行程处于0~280mm之间，芯棒支承辊的芯棒位及毛管位则通过位移传感器输入的数值来控制液压缸的形成，进而调整支承辊的高度。
图2
由于系统中增加了位移传感器，相对应的液压控制也应改为比例阀控制回路，液压原理图如图3所示 ，在位移传感器给定某一数值时，在启动时，比例阀的给定值达到最大，液压缸启动较快，速度也很快；当快到设定值时，比例阀给定值减少，动作变慢，最后实际位置和设定值相等时，比例阀给定也为零，阀动作關闭，液压缸停止动作。
5 结束语
芯棒支承辊调整装置改造以来，未出现因液压缸故障而造成停机，每月节省故障时间达2-3小时，设备维护和备件成本显著降低，使后续的生产更稳定、作业率显著提高。
改进后的芯棒支承辊调整装置，由机械调整改为电气信号控制调整，在使用技术上有了新的突破，改进后的装置结构更简单，调整更方便快捷，操作人员仅需在操控室改变位移传感器设定值即可，操纵方便快捷，完全符合现场的生产需要，加快了生产节奏，提高了生产效率。
参考文献
【1】 成大先，机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2002
【2】 沈永松，液压与气压[M].北京：冶金工业出版社，2000
【3】 德国力士乐(rexroth).液压元件：第一册
关键词芯棒支承辊液压缸液压回路改造
中图分类号： TG315 文献标识码： A 文章编号：
1 引言
芯棒支承辊主要在钢管生产线不可缺少的设备之一，芯棒支承辊的主要作用为支撑芯棒及毛管，保证在芯棒及毛管运行的过程中，芯棒做水平直线运动，确保每个支承辊高度均一致，减少对芯棒及毛管外表面的划伤。钢管生长线的芯棒支承辊共九组设备，其中前四组均带有毛管位的调整装置，随着生产的节奏也逐渐加快，芯棒支承辊在使用中发现诸多问题亟需解决，主要体现在液压缸故障频发、四组芯棒支承辊的高度不一致、人员调整及更换时间过长、维护成本高；严重制约着生产；通过对芯棒支承辊调整装置的故障分析，查找原因，对其进行彻底的改进，解决生产中遇到的瓶颈。
2 芯棒支承辊的工作方式及原理
芯棒支承辊在实际使用中共三个位置，分为低位（即零位）、毛管位、芯棒位。原设计的芯棒支承辊调整装置主要由、双作用缸（图1）、单作用缸（图2）、螺旋千斤顶（图3）、摆臂轴（图4）、辊子套件（图5）组成，其中双作用液压缸与摆臂轴连接，控制支承辊的动作，单作用液压缸与螺栓升降机连接，通过调整螺旋升降机的形成来控制单双作用液压缸的间距；芯棒位为双作用液压缸缸杆全部伸出，其他部件无动作；毛管位为双作用液压缸缸杆全部伸出，同时单作用液压缸缸杆全部伸出，单作用与双作用液压缸缸相对布置，由于单作用液压缸的作用力大于双作用液压缸的作用力，所以单作用液压缸的缸杆将双作用液压缸的缸杆顶回一定距离，进而形成毛管位，毛管位的高低则通过调整螺栓升降机的行程来控制；零位即单双作用缸的缸杆全部缩回，支承辊辊子降到最低位。
图1
主要技术参数
双作用液压缸63/45-280mm
单作用液压缸80/56-90mm
3 故障现象及分析
3.1 故障现象
随着生产节奏的逐渐加快，芯棒支承辊每30秒均需要完成芯棒位、毛管位、零位的循环动作过程。在芯棒支承辊使用一段时间后，经常出现4组芯棒支承辊的毛管位高度不一致现象，造成毛管表面出现划伤，影响产品质量；其次，双作用液压缸缸杆经常出现切断的现象，造成较长的故障停机时间，严重制约着后续生产，影响作业率。
3.2故障分析
结合芯棒支承辊调整装置的工作原理，对以往的故障进行分析，造成以上事故的主要原因为，在芯棒支承辊每完成一个毛管位时，单双作用液压缸的缸头撞击一次，随着生产节奏的逐渐加快，缸头的撞击更加频繁，在使用一段时间后，双作用液压缸的缸头磨损严重，且四组芯棒支承辊的双作用液压缸缸头磨损不一致，造成支承辊的高度不一致；另外由于单双作用液压缸的缸头磨损都较严重，导致单双作用液压缸的接触点不处于两者的固定水平基准面内，造成单作用液压缸对双作用液压缸的压力角变大，最终造成双作用液压缸缸头切断。
的单双缸的反复的撞击对备件的磨损较严重，给设备的维护造成了很多的不便，另外，由于单双缸的撞击不均，导致位置出现偏差，统一调整支承辊顶杆位时各支承辊位置不统一，单独调整需要移动液压缸底座，程序繁琐，底座易松动，调整时间较长，给后续生产造成很大的阻碍。
4改进措施
通过对故障分析可知，发生故障的主要原因是系统的设计不能满足现场的实际使用情况，致使芯棒支承辊调整装置故障频发，为了克服原有装置存在的缺陷，将毛管位的机械控制改为位移传感器控制液压缸的行程，进而达到毛管位的高度要求。
为了避免单双作用液压缸的再次撞击发生事故，将原有的单作用液压缸和螺旋升降机去除，改进后的芯棒支承辊装置如图2所示，分别有双作用液压缸、摆臂套件、以及液压缸尾部的位移传感器组成；改进后的装置仅由双作用液压缸驱动芯棒支承辊动作，同时在双作用液压缸尾部增加位移传感器，通过位移传感器来控制双作用液压缸的行程处于0~280mm之间，芯棒支承辊的芯棒位及毛管位则通过位移传感器输入的数值来控制液压缸的形成，进而调整支承辊的高度。
图2
由于系统中增加了位移传感器，相对应的液压控制也应改为比例阀控制回路，液压原理图如图3所示 ，在位移传感器给定某一数值时，在启动时，比例阀的给定值达到最大，液压缸启动较快，速度也很快；当快到设定值时，比例阀给定值减少，动作变慢，最后实际位置和设定值相等时，比例阀给定也为零，阀动作關闭，液压缸停止动作。
5 结束语
芯棒支承辊调整装置改造以来，未出现因液压缸故障而造成停机，每月节省故障时间达2-3小时，设备维护和备件成本显著降低，使后续的生产更稳定、作业率显著提高。
改进后的芯棒支承辊调整装置，由机械调整改为电气信号控制调整，在使用技术上有了新的突破，改进后的装置结构更简单，调整更方便快捷，操作人员仅需在操控室改变位移传感器设定值即可，操纵方便快捷，完全符合现场的生产需要，加快了生产节奏，提高了生产效率。
参考文献
【1】 成大先，机械设计手册[M].北京：化学工业出版社，2002
【2】 沈永松，液压与气压[M].北京：冶金工业出版社，2000
【3】 德国力士乐(rexroth).液压元件：第一册