專利名稱：一種伺服閥缺陷判定維修方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于液壓機(jī)械設(shè)備領(lǐng)域，具體涉及一種用于熱軋鋼板厚度控制液壓伺服閥 的缺陷判斷和維修方法。
背景技術(shù)：
熱軋帶鋼廠的鋼板軋制生產(chǎn)線均設(shè)有厚度自動控制系統(tǒng)(簡稱AGC)和寬度自動 控制系統(tǒng)(簡稱AWC)，而控制帶鋼寬度和厚度精度的AGC和AWC主要靠高響應(yīng)速度的液壓 伺服系統(tǒng)來完成，液壓伺服系統(tǒng)的響應(yīng)速度則是靠性能優(yōu)良的伺服閥來保證。伺服閥是液 壓系統(tǒng)控制中最主要也是精度要求最高的液壓元件。目前，國內(nèi)熱軋帶鋼生產(chǎn)線的粗軋、精 軋及卷取所使用的伺服系統(tǒng)大都是選用日本三菱公司與KAYABA工廠合作生產(chǎn)的MK型伺服 閥，該伺服閥也是當(dāng)今世界上技術(shù)最先進(jìn)、性能最好、抗污染能力最強(qiáng)，同時也是最昂貴的 伺服閥。MK伺服閥在使用過程中會不可避免地遇到一些問題，如閥塞卡阻和伺服閥特性的 轉(zhuǎn)變。當(dāng)液壓油劣化時，油中的生成物會造成閥塞卡阻。另外，作為相互運(yùn)動的物體，磨損 是不可避免的。閥塞和閥套的單邊磨損是會經(jīng)常發(fā)生的。當(dāng)伺服閥發(fā)生閥塞卡阻和特性不 好時，特別是動特性響應(yīng)非常慢時，伺服閥必須下機(jī)修復(fù)。由于伺服閥的使用條件所決定， 伺服閥不僅結(jié)構(gòu)復(fù)雜，自動控制程度高，而且加工和裝配精度要求亦十分嚴(yán)格，稍有差池便 會直接影響使用效果和使用壽命。因此，維修伺服閥既是一項(xiàng)非常復(fù)雜的工作，又是一項(xiàng)要 求有較高技術(shù)水平和專業(yè)維修技能的工作，不僅要有液壓技術(shù)方面的知識，還要有電子技 術(shù)方面的知識。在工作中要將液壓和電子技術(shù)結(jié)合起來才能準(zhǔn)確判斷出缺陷性質(zhì)和類型， 完成好伺服閥的維修。正因如此，迄今為止國內(nèi)尚無切實(shí)可行的伺服閥缺陷判定和維修技 術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在提供一種簡單易行，無需投資和增加設(shè)備，便可準(zhǔn)確判斷和修 復(fù)伺服閥缺陷，從而減少伺服閥內(nèi)部泄露，提高伺服閥使用周期的方法。為此，本發(fā)明所采取的解決方案是一種伺服閥缺陷判定維修方法，是根據(jù)伺服閥靜特性曲線測試結(jié)果或軋機(jī)輥縫變 化情況，判斷缺陷類型；從伺服閥液壓輸出功率變化判斷閥塞位移量，從內(nèi)泄曲線數(shù)值波動 程度判斷閥套和閥塞的磨損量；通過提高閥塞與閥套的裝配精度，減少配合間隙；調(diào)整伺 服閥的電氣零點(diǎn)，調(diào)整閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏量。其具體方法為采用函數(shù)發(fā)生器對先導(dǎo)閥和主閥進(jìn)行靜特性測試，測試壓力為210kgf/cm2，伺 服閥放大器增益參數(shù)設(shè)定為主閥增益Gm為3-4，先導(dǎo)閥增益Gp為3-4，阻尼增益Gd為 5. 5-6. 5 ；觀察伺服閥放大器監(jiān)控盤上先導(dǎo)閥位移反饋電壓P-FB示值的變化，判斷主閥 的閥芯和閥套的磨損程度當(dāng)P-FB示值發(fā)生變化，且為不規(guī)則變化時，即可判斷為主閥的閥芯和閥套已磨損；當(dāng)先導(dǎo)閥位移反饋電壓P-FB及主閥位移反饋電壓M-FB數(shù)值波動 < 0. OlV時，即伺服閥內(nèi)部泄漏量達(dá)到0. 51/min時，通過旋轉(zhuǎn)電氣零點(diǎn)調(diào)節(jié)螺絲，調(diào)整伺服 閥的電氣零點(diǎn)，調(diào)整調(diào)整先導(dǎo)閥和主閥的閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏 量；當(dāng)先導(dǎo)閥位移反饋電壓P-FB及主閥位移反饋電壓M-FB數(shù)值波動彡0. OlV時，可判定主 閥閥芯和閥套磨損相當(dāng)嚴(yán)重，需更換且成對更換閥芯和閥套。在伺服閥組裝時，必須保證伺服閥閥塞上的四條控制邊與閥套上的四條控制邊完
全重合。在對修復(fù)后的伺服閥進(jìn)行動特性和頻閾、時閾分析時，伺服閥放大器增益參數(shù)設(shè) 定為主閥增益Gm為4-5，先導(dǎo)閥增益Gp為4_5，阻尼增益Gd為5. 5-6. 5。同時，也可通過軋鋼厚度自動控制系統(tǒng)即AGC系統(tǒng)判斷伺服閥的缺陷狀態(tài)當(dāng)AGC 系統(tǒng)在輥縫標(biāo)定時，有問題的伺服閥所控制的AGC系統(tǒng)液壓缸會產(chǎn)生異常動作，并造成軋 機(jī)輥縫變化，從而判定主閥閥芯和閥套磨損已十分嚴(yán)重，需更換伺服閥。另外，還可通過計算機(jī)操作畫面上輥縫的波動值判斷閥芯和閥套的磨損程度當(dāng) 輥縫數(shù)值每波動0. Olmm時，伺服閥內(nèi)部泄漏量將變化0. 51/min，此時通過調(diào)整伺服閥的電 氣零點(diǎn)，調(diào)整調(diào)整先導(dǎo)閥和主閥的閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏量；當(dāng)輥 縫數(shù)值波動0. Imm時，伺服閥內(nèi)部泄漏量將達(dá)到71/min，則必須更換新的閥芯和閥套。本發(fā)明的有益效果為采用本發(fā)明，可以準(zhǔn)確判斷出伺服閥缺陷類型和影響程度，并根據(jù)缺陷程度采取 對應(yīng)解決措施，定期對伺服閥進(jìn)行下線維修，減少閥芯和閥套的磨損，延長伺服閥的使用壽 命，降低備件儲備和費(fèi)用支出；通過伺服閥的電氣零點(diǎn)調(diào)整，提高伺服閥的使用精度，減少 伺服閥液壓油的內(nèi)部泄漏現(xiàn)象，提高鋼板的厚度控制精度和產(chǎn)品合格率。其方法簡單易行， 易于掌握，便于操作，且無需增加任何設(shè)備和投資，利用原有儀器儀表和控制裝置即可實(shí) 現(xiàn)。
具體實(shí)施例方式MK型伺服閥放大器主要是通過對MK型閥力馬達(dá)控制采用電流反饋方式獲得高穩(wěn) 定性和低波動的輸出電流，同時也可以減少力馬達(dá)線圈溫度增高的故障。MK型閥上的應(yīng)變 探測儀的電路可以很方便地構(gòu)成高精度反饋控制系統(tǒng)。內(nèi)部穩(wěn)定的直流電源允許利用工業(yè) 交流電源作為外部供電電源。通過前面板控制開關(guān)和數(shù)字儀表，內(nèi)部的檢驗(yàn)信號電路可以 很方便地調(diào)整和檢驗(yàn)MK型閥。用于傳感器DC信號G至20mA)的(I/V轉(zhuǎn)換)電路對噪音 有較低的敏感性。監(jiān)控電路用于監(jiān)控意外情況。如DC電源的異常、伺服閥的力馬達(dá)線圈的 電流過載、伺服閥和主閥的零點(diǎn)偏差、伺服閥不穩(wěn)定的振動。插入式終端塊及異常探測功能 將更易調(diào)整和維護(hù)MK型伺服系統(tǒng)。在伺服閥使用和維修中發(fā)現(xiàn)，有的伺服閥下機(jī)后經(jīng)過內(nèi)部泄漏測試，內(nèi)泄值超標(biāo)， 閥芯和閥套磨損嚴(yán)重，已經(jīng)無法繼續(xù)使用，如果在磨損量很小時就能發(fā)現(xiàn)并且能及時調(diào)整 閥芯和閥套的相對位置，能夠減少伺服閥的維修次數(shù)，提高伺服閥的使用壽命?；谏鲜隹紤]，本發(fā)明根據(jù)MK型伺服閥的特點(diǎn)，首先對下機(jī)的伺服閥進(jìn)行測試， 包括閥體表面油污清理、線圈及傳感器阻值測試、先導(dǎo)閥及主閥靜特性測試。其伺服閥放 大器增益參數(shù)設(shè)定為主閥增益Gm為3-4，先導(dǎo)閥增益Gp為3_4，阻尼增益Gd為5. 5-6. 5。采用函數(shù)發(fā)生器，在壓力在210kgf/cm2，油溫在40°C的條件下，使用正弦波幅值6V和頻率 0. OOlHz做伺服閥的壓力增益曲線，新品閥的壓力增益在40%以上，對于修復(fù)閥的壓力增 益要求在20%以上即可。用直流幅值0. OOlV手動調(diào)節(jié)函數(shù)發(fā)生器的旋鈕做伺服閥的分辨 率，要求要小于0.2%。用正弦波幅值17V和頻率0.03Hz做伺服閥的變位曲線。變位數(shù)值 用于計算所有靜特性的測試結(jié)果。用正弦波幅值6V和頻率0. OOlHz做伺服閥的全內(nèi)部泄 漏量曲線，對于新品閥內(nèi)泄量在4.51/min以下，修復(fù)閥的內(nèi)泄量在91/min以下。伺服閥的 內(nèi)泄量是判斷閥芯和閥套磨損量的重要依據(jù)。用正弦波幅值6V和頻率0. OOlHz做流量特 性曲線。伺服閥的流量應(yīng)控制在3781/min士 10%之間。在電液伺服系統(tǒng)中，伺服閥將功率很小的電信號放大并轉(zhuǎn)換成液壓功率輸出。它 的輸入量是電流，輸出量則是和輸入成正比的負(fù)載流量或負(fù)載電壓。由于閥的輸出流量 (或壓力)是由閥塞的位移所引起的，因此，也可以將閥塞的位移作為輸出量。觀察伺服閥 放大器監(jiān)控盤上先導(dǎo)閥位移反饋電壓P-FB示值的變化，判斷主閥的閥芯和閥套的磨損程 度當(dāng)P-FB示值發(fā)生變化，且為不規(guī)則變化時，即可判斷為主閥的閥芯和閥套已磨損；當(dāng)先 導(dǎo)閥位移反饋電壓P-FB及主閥位移反饋電壓M-FB數(shù)值波動< 0. OlV時，即伺服閥內(nèi)部泄 漏量達(dá)到0. 51/min時，通過旋轉(zhuǎn)電氣零點(diǎn)調(diào)節(jié)螺絲，調(diào)整伺服閥的電氣零點(diǎn)，調(diào)整調(diào)整先 導(dǎo)閥和主閥的閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏量；當(dāng)先導(dǎo)閥位移反饋電壓 P-FB及主閥位移反饋電壓M-FB數(shù)值波動彡0. OlV時，可判定主閥閥芯和閥套磨損相當(dāng)嚴(yán) 重，需更換閥芯和閥套。同時，也可采用另一種伺服閥缺陷判定方法，即通過軋鋼厚度自動控制系統(tǒng)即AGC 系統(tǒng)判斷伺服閥的缺陷狀態(tài)當(dāng)AGC系統(tǒng)在輥縫標(biāo)定時，有問題的伺服閥所控制的AGC系統(tǒng) 液壓缸會產(chǎn)生異常動作，并造成軋機(jī)輥縫變化，從而通過液壓缸的異動大小，便可判定主閥 閥芯和閥套磨損的嚴(yán)重程度，而一旦液壓缸出現(xiàn)異動的情況，則大多需更換伺服閥。另外，還可通過計算機(jī)操作畫面上輥縫的波動值判斷閥芯和閥套的磨損程度當(dāng) 輥縫數(shù)值每波動0. Olmm時，伺服閥內(nèi)部泄漏量將變化0. 51/min，此時通過調(diào)整伺服閥的電 氣零點(diǎn)，調(diào)整調(diào)整先導(dǎo)閥和主閥的閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏量；當(dāng)輥 縫數(shù)值波動0. Imm時，伺服閥內(nèi)部泄漏量將達(dá)到71/min，則必須更換新的閥芯和閥套。從伺服閥的靜特性曲線可以發(fā)現(xiàn)該閥的各種缺陷，同時也可從內(nèi)泄曲線數(shù)值來判 斷閥套和閥塞的磨損量，以便于決定是否更換閥套和閥塞。由于閥的輸出壓力是由閥塞的 位移所引起的，因此，在安裝時要求伺服閥的閥塞上的四條控制邊和閥套上的四條控制邊 必須完全重合，不得有開口。在對伺服閥拆卸、清洗和組裝時要非常小心謹(jǐn)慎，以保證伺服 閥的各部配合間隙都很小。一旦碰傷閥套和閥塞的楞邊，會使先導(dǎo)閥和主閥的內(nèi)泄增大，當(dāng) 內(nèi)泄超過限值時，必須更換閥套和閥塞。對于修復(fù)后的伺服閥還要進(jìn)行動特性頻閾和時閾分析。首先用正弦波幅值0. 3V 和頻率0. OlHz做閥芯的變位曲線。用方形波幅值IV和頻率7Hz做伺服閥的階躍響應(yīng)，對 于AGC缸行程為25 μ m時，伺服閥開和關(guān)的響應(yīng)時間為25ms 35ms。伺服閥的頻率響應(yīng) 在-3db時要求在IOOHz以上和相位響應(yīng)在-90°時也必須在IOOHz以上。在進(jìn)行上述測試 時，其壓力在315kgf/cm2，油溫在40°C左右，伺服閥放大器增益參數(shù)設(shè)定為主閥增益Gm為 4-5，先導(dǎo)閥增益Gp為4-5，阻尼增益Gd為5. 5-6. 5。另外，應(yīng)每月對所有伺服閥放大器監(jiān)控裝置上的示值觀察并做好記錄，分析每個伺服閥性能的發(fā)展趨勢。在拆裝伺服閥時，所有螺栓緊固部位必須使用力矩扳手。密封圈 要全部涂油脂，防止損壞密封圈。先導(dǎo)閥機(jī)械零點(diǎn)和電氣零點(diǎn)的調(diào)整非常重要，它將決定伺 服閥的各項(xiàng)性能。做測試時要嚴(yán)格控制油溫，盡量接近工作時的液壓油溫度，因?yàn)橛蜏氐母?變會使伺服閥的機(jī)械零點(diǎn)和電氣零點(diǎn)產(chǎn)生漂移，改變了伺服閥的使用性能。
權(quán)利要求
1.一種伺服閥缺陷判定維修方法，其特征在于，根據(jù)伺服閥靜特性曲線測試結(jié)果或軋 機(jī)輥縫變化情況，判斷缺陷類型，從伺服閥液壓輸出功率變化判斷閥塞位移量，從內(nèi)泄曲線 數(shù)值波動程度判斷閥套和閥塞的磨損量，通過提高閥塞與閥套的裝配精度，減少配合間隙； 調(diào)整伺服閥的電氣零點(diǎn)，調(diào)整閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏量；其具體方 法為采用函數(shù)發(fā)生器對先導(dǎo)閥和主閥進(jìn)行靜特性測試，測試壓力為210kgf/cm2，伺服閥放 大器增益參數(shù)設(shè)定為主閥增益Gm為3 4，先導(dǎo)閥增益Gp為3 4，阻尼增益Gd為5. 5 6. 5 ；觀察伺服閥放大器監(jiān)控盤上先導(dǎo)閥位移反饋電壓P-FB示值的變化，判斷主閥的閥芯 和閥套的磨損程度當(dāng)P-FB示值發(fā)生變化，且為不規(guī)則變化時，即可判斷為主閥的閥芯和 閥套已磨損；當(dāng)先導(dǎo)閥位移反饋電壓P-FB及主閥位移反饋電壓M-FB數(shù)值波動<0. OlV時， 即伺服閥內(nèi)部泄漏量達(dá)到0. 5 Ι/min時，通過旋轉(zhuǎn)電氣零點(diǎn)調(diào)節(jié)螺絲，調(diào)整伺服閥的電氣零 點(diǎn)，調(diào)整調(diào)整先導(dǎo)閥和主閥的閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏量；當(dāng)先導(dǎo)閥 位移反饋電壓P-FB及主閥位移反饋電壓M-FB數(shù)值波動彡0. OlV時，可判定主閥閥芯和閥 套磨損相當(dāng)嚴(yán)重，需更換且成對更換閥芯和閥套；在伺服閥組裝時，必須保證伺服閥閥塞上的四條控制邊與閥套上的四條控制邊完全重合；在對修復(fù)后的伺服閥進(jìn)行動特性和頻閾、時閾分析時，伺服閥放大器增益參數(shù)設(shè)定為 主閥增益Gm為4-5，先導(dǎo)閥增益Gp為4_5，阻尼增益Gd為5. 5-6. 5。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的伺服閥缺陷判定維修方法，其特征在于，通過軋鋼厚度自動 控制系統(tǒng)即AGC系統(tǒng)判斷伺服閥的缺陷狀態(tài)當(dāng)AGC系統(tǒng)在輥縫標(biāo)定時，有問題的伺服閥所 控制的AGC系統(tǒng)液壓缸會產(chǎn)生異常動作，并造成軋機(jī)輥縫變化，從而判定主閥閥芯和閥套 磨損已十分嚴(yán)重，需更換伺服閥；通過計算機(jī)操作畫面上輥縫的波動值判斷閥芯和閥套的磨損程度當(dāng)輥縫數(shù)值每波 動0. Olmm時，伺服閥內(nèi)部泄漏量將變化0. 5 Ι/min，此時通過調(diào)整伺服閥的電氣零點(diǎn)，調(diào)整 調(diào)整先導(dǎo)閥和主閥的閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏量；當(dāng)輥縫數(shù)值波動 0. Imm時，伺服閥內(nèi)部泄漏量將達(dá)到7 Ι/min，則必須更換新的閥芯和閥套。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種伺服閥缺陷判定維修方法，是根據(jù)伺服閥靜特性曲線測試結(jié)果或軋機(jī)輥縫變化情況，判斷缺陷類型；從伺服閥液壓輸出功率變化判斷閥塞位移量，從內(nèi)泄曲線數(shù)值波動程度判斷閥套和閥塞的磨損量；通過提高閥塞與閥套的裝配精度，減少配合間隙；調(diào)整伺服閥的電氣零點(diǎn)，調(diào)整閥芯和閥套的相對位置，減少伺服閥的內(nèi)部泄漏量和閥芯與閥套的磨損，延長伺服閥的使用壽命，降低備件儲備和費(fèi)用支出，提高鋼板的厚度控制精度和產(chǎn)品合格率。
文檔編號F15B19/00GK102108992SQ200910248790
公開日2011年6月29日 申請日期2009年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2009年12月25日
發(fā)明者張鳳龍 申請人:鞍鋼股份有限公司