徐 寧,鄭 圓

(馬鞍山鋼鐵集團(tuán)重機(jī)公司 安徽馬鞍山 243000)

1 液壓泵振動(dòng)

液壓泵采用的是三菱柱塞泵，柱塞個(gè)數(shù)為9個(gè)，為獲取其振動(dòng)狀況，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)3臺(tái)泵(泵1、泵3與泵4)采取臨時(shí)測(cè)試，獲取其振動(dòng)狀況。傳感器放在柱塞泵出口位置，采集的振動(dòng)譜圖如圖2所示。圖2中可看出1#泵與3#泵均存在149 Hz的優(yōu)勢(shì)頻率。電機(jī)轉(zhuǎn)速為986 rpm，柱塞泵為9個(gè)，因此泵輸出端理論轉(zhuǎn)頻為148 Hz(轉(zhuǎn)速乘以柱塞個(gè)數(shù))，由此可以判定該頻率即為電機(jī)轉(zhuǎn)速在9個(gè)柱塞泵作用下形成的優(yōu)勢(shì)頻率。其中1#泵在148 Hz下的幅值為5.32 mm/s，3#泵的幅值為2.88 mm/s，4#泵為1.93 mm/s，1#泵振動(dòng)最大。

2 伺服閥振動(dòng)

當(dāng)F2軋制速度恒定在200 rpm時(shí)，采集的振動(dòng)譜圖如圖3所示。此時(shí)伺服閥入口存在148 Hz的優(yōu)勢(shì)頻率，該頻率與一章中在液壓泵處測(cè)得的優(yōu)勢(shì)頻率基本一致，可以判斷為液壓泵處傳來的振動(dòng)，由于管道以及周圍工況環(huán)境的原因，使得液壓泵處的148 Hz發(fā)生了微小的變化。伺服閥出口壓力波動(dòng)的頻率成分非常豐富，數(shù)值為24 Hz、46 Hz、70 Hz、94 Hz、116 Hz、156 Hz、186 Hz、232 Hz、256 Hz、278 Hz...約為2 4Hz倍頻。其與入口頻率不一致的原因有兩點(diǎn)：

由于閥芯在工作時(shí)處于顫振狀態(tài)，入口油壓經(jīng)過伺服閥閥芯后兩種不同頻率會(huì)發(fā)生組合，形成一個(gè)或一系列新的頻率。

圖1 液壓泵測(cè)試現(xiàn)場(chǎng)

軋機(jī)垂直振動(dòng)也會(huì)通過AGC油缸無桿腔的油體，以一定頻率的壓力波動(dòng)形式返回至伺服閥，與閥芯顫振頻率組合從而近一步改變頻率成分。

3 轉(zhuǎn)頻激勵(lì)下輥系振動(dòng)對(duì)液壓系統(tǒng)的影響

軋機(jī)在提速過程中，存在于轉(zhuǎn)動(dòng)頻率相關(guān)的激勵(lì)時(shí)，其振動(dòng)譜圖如圖4所示，此時(shí)轉(zhuǎn)速為145 mpm。

此時(shí)由于存在轉(zhuǎn)頻激勵(lì)，來自輥系的振動(dòng)(優(yōu)勢(shì)頻率132 Hz，幅值約為0.18 mm/s)直接通過AGC油缸無桿腔的活塞傳給液壓系統(tǒng)，導(dǎo)致伺服閥入出口均存在132 Hz優(yōu)勢(shì)頻率。而伺服閥入出口同樣都存在148 Hz的頻率，其中閥入口較為明顯，出口略微弱。

圖2 1#泵、3#泵與4#泵振動(dòng)譜圖

圖3 F2伺服閥壓力波動(dòng)與閥芯位移振動(dòng)譜圖

圖4 轉(zhuǎn)速145 mpm時(shí)F2伺服閥壓力波動(dòng)與閥芯位移振動(dòng)譜圖

當(dāng)轉(zhuǎn)速達(dá)到154 mpm時(shí)，振動(dòng)譜圖如圖5所示。此時(shí)情況與前者相似：輥系振動(dòng)的優(yōu)勢(shì)頻率140 Hz傳至液壓系統(tǒng)，使得伺服閥前后均有該頻率。然而，由于此時(shí)伺服閥出口油壓波動(dòng)遠(yuǎn)大于伺服閥油壓(圖5約為0.015 MPa)，此時(shí)F2操作側(cè)還存在一個(gè)相對(duì)較弱的優(yōu)勢(shì)頻率148 Hz，由此可知液壓回路的系統(tǒng)同樣也會(huì)影響輥系，這一點(diǎn)在下一節(jié)將詳細(xì)介紹。

圖5 轉(zhuǎn)速154 mpm時(shí)F2伺服閥壓力波動(dòng)與閥芯位移振動(dòng)譜圖

4 總結(jié)

基于軋機(jī)AGC系統(tǒng)振動(dòng)試驗(yàn)的研究，發(fā)現(xiàn)了2#軋機(jī)動(dòng)態(tài)響應(yīng)性能異常，并且軋機(jī)在轉(zhuǎn)速變化時(shí)，均保持148 Hz的優(yōu)勢(shì)頻率，此時(shí)軋機(jī)共振的激勵(lì)為液壓系統(tǒng)中的油壓波動(dòng)，液壓泵處由電機(jī)轉(zhuǎn)速與柱塞泵個(gè)數(shù)共同作用下產(chǎn)生的頻率經(jīng)過液壓油傳至伺服閥入口，經(jīng)過伺服閥最終傳到AGC油缸，通過活塞桿作用在輥系上，而該頻率頻率與軋機(jī)固有頻率剛好一致，因而誘發(fā)軋機(jī)發(fā)生共振。