轧制伺服油缸试验台研究

  摘 要 :   轧 制 伺 服 油 缸 轧 制 力 大 、行 程 短 、频 率 响 应 高 ,   测 试 难 度 较 大 。本 文 针 对
这 些 特 点 ,   提 出 了 轧 制 伺 服 油 缸 的 试 验 必 须 进 行 全 行 程 摩 擦 力 和 动 态 响 应 特 性
的 测 试 ;   研 究 了 其 试 验 方 法 、 试 验 液 压 系 统 的 组 成 及 C AT   测 试 系 统 的 配 置 ,   所
研 制 的 轧 制 伺 服 油 缸 试 验 台 的 测 试 精 度 达 到 了 国 家 B   级 精 度 。
  关 键 词 :   液 压 试 验 台 ;   伺 服 油 缸 ;   液 压 A G C ;   液 压 C AT
      T h e   R e s e a r c h   o n   t h e   H y d r a u l i c   Te s t i n g   R i g   o f   R o l l i n g   S e r v o   C y l i n d e r
  A b s t r a c t :   T h e   r o l l i n g   s e r v o   c y l i n d e r ’s   r o l l i n g   f o r c e   i s   g r e a t   ,   s t r o k e   i s 
s h o r t   ,   f r e q u e n c y   r e s p o n s e   i s   r a p i d   a n d   t e s t i n g   i s   d i f f i c u l t .  A c c o r d i n g   t o
t h e s e   f e a t u r e s   ,   t h i s   a r t i c l e   p u t s   f o r w a r d   t h a t   i n   t h i s   k i n d   o f   c y l i n d e r ’s 
t e s t i n g   ,   t h e   f r i c t i o n s   a n d   d y n a m i c   r e s p o n d s   o f   t h e   w h o l e   s t r o k e   m u s t   b e 
t e s t e d .   I n   t h i s   a r t i c l e   ,   w e   h a v e   s t u d i e d   t h e   t e s t i n g   m e t h o d s   ,   t h e 
c o n s t i t u t i o n   o f   t h e   t e s t i n g   h y d r a u l i c   s y s t e m s   a n d   t h e   c o n f i g u r a t i o n   o f   t h e 
C AT   t e s t i n g   s y s t e m .   T h e   t e s t i n g   p r e c i s i o n   o f   t h e   r o l l i n g   s e r v o   h y d r a u l i c 
c y l i n d e r   t e s t i n g   r i g   r e a c h e d   o u r   n a t i o n a l   c l a s s   B   p r e c i s i o n .
  K e y w o r d s :   H y d r a u l i c   t e s t i n g   r i g   ;   S e r v o   c y l i n d e r   ;   H y d r a u l i c   A G C ; 
H y d r a u l i c   C AT
          1 . 概 述
    轧 机 液 压 A G C   系 统 具 有 响 应 快 、 精 度 高 等 特 点 , 目 前 正 在 逐 步 取 代 电 动 A G C 
而 成 为 高 精 度 快 速 轧 制 的 核 心 设 备 。而 系 统 中 的 关 键 元 件 轧 制 伺 服 油 缸 载 荷 大 , 
频 率 响 应 高 ,   结 构 复 杂 ,   调 试 及 故 障 诊 断 难 度 很 大 ,   常 常 因 无 法 预 测 故 障 或 不 能
判 断 故 障 部 位 而 被 迫 停 产 检 修 ,   由 于 缺 乏 试 验 手 段 ,   经 常 送 往 国 外 进 行 试 验 与
维 修 。因 此 ,   国 内 急 需 能 够 对 液 压 A G C   系 统 中 轧 制 伺 服 油 缸 进 行 动 态 和 静 态 试
验 的 技 术 与 设 备 ,   以 解 决 事 故 停 产 检 修 过 多 的 问 题 。 目 前 已 有 的 各 种 液 压 试 验
台 均 不 适 用 于 轧 机 液 压 A G C   系 统 及 其 关 键 元 件 的 测 试 。 特 别 是 对 于 轧 制 用 大
型 伺 服 液 压 缸 ,   目 前 还 没 有 可 行 的 试 验 方 法 与 标 准 。 下 面 主 要 介 绍 所 研 制 的 高
精 度 轧 制 伺 服 油 缸 试 验 台 。
        2 . 试 验 台 的 主 要 试 验 内 容
    轧 制 伺 服 油 缸 与 普 通 油 缸 有 很 大 差 别 ,   其 特 点 是 轧 制 力 大 、行 程 短 、频 率 响 应
高 。许 多 轧 制 伺 服 油 缸 缸 径 大 于 1 0 0 0 m m   以 上 ,   而 工 作 行 程 小 于 ± 1 0 0 m m 。它 的
检 测 方 法 、检 测 项 目 及 测 试 方 案 均 应 与 普 通 油 缸 有 所 不 同 。其 试 验 不 仅 能 包 含 普
通 液 压 缸 的 试 验 内 容 , 更 重 要 的 是 要 进 行 伺 服 液 压 缸 的 摩 擦 力 与 动 态 特 性 测 试 。
    在 液 压 A G C   系 统 中 ,   轧 制 伺 服 液 压 缸 的 摩 擦 力 大 小 是 至 关 重 要 的 ,   特 别 是 在
启 动 阶 段 ,   摩 擦 力 是 影 响 低 速 性 能 及 稳 态 精 度 的 重 要 因 素 之 一 。 为 了 轧 制 超 薄
板 材 ,   必 须 使 伺 服 缸 达 到 1 μ m   以 上 的 定 位 精 度 并 无 爬 行 现 象 。 很 显 然 ,   过 大 的
摩 擦 力 是 很 难 保 证 的 。目 前 ,   这 种 伺 服 缸 主 要 依 赖 于 进 口 ,   通 过 采 用 特 殊 的 密 封
材 料 及 沟 槽 尺 寸 、提 高 加 工 精 度 等 措 施 来 减 小 摩 擦 力 ,   在 出 厂 时 已 将 A G C   油 缸
摩 擦 力 的 允 许 值 控 制 在 最 大 轧 制 力 的 0 .   2   % ～ 0 .   4   % 之 内 。由 于 摩 擦 力 相 对 于
轧 制 力 很 小 ,   对 测 试 精 度 有 很 高 要 求 。 如 果 按 普 通 油 缸 启 动 摩 擦 力 的 测 试 方 法
进 行 的 话 ,   根 本 测 不 出 大 型 重 载 伺 服 油 缸 的 摩 擦 力 ,   因 此 ,   轧 制 伺 服 液 压 缸 的 摩
擦 力 测 试 不 仅 十 分 重 要 ,   而 且 研 究 它 的 测 试 方 法 具 有 较 大 的 意 义 .
    另 一 方 面 ,   还 必 须 检 测 轧 制 伺 服 液 压 缸 的 动 态 特 性 ,   以 确 定 其 响 应 速 度 是 否 能