对于三辊联合穿轧机液压压下系统分析

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1、学兔兔www.xuetutu.com第6期(总第187期)机械工程与自动化NO．62014年12月MECHANICALENGINEERING＆AUTOMAT10NDec．文章编号：1672—6413(2014)06—0089-02三辊联合穿轧机液压压下系统分析陈端，杨晓明，张海龙(太原科技大学，山西太原030024)摘要：三辊联合穿轧机是一种新型斜轧机，采用组合孔型轧辊和顶头，在一个道次内完成钢管的穿孔、轧制和均整。基于某厂现有轧机，经过多次工艺试验，将液压同步缸应用于无缝钢管三辊穿轧机同步压下系统，并对该同步压下系统的可行性进行了仿真分析。该项研究对轧机液压控制系统设计，以及提

2、高最终产品的质量和钢材成材率具有重要意义。关键词：三辊联合穿轧机；液压同步缸；仿真分析中图分类号：TG33：TP273文献标识码：A1概述3三辊穿轧机压下系统组成联合穿轧是根据三辊斜轧的原理，采用组合孑L型3．1电动压下系统轧辊和顶头，在一个道次内完成钢管的穿孔、轧制和均三辊联合穿轧机轧辊电动压下系统结构简图如图整的轧管新工艺。该工艺的特点是流程简单，占用设1所示。电动机l经过减速器2带动蜗杆4，蜗杆4与备少、生产效率高，而且一个穿轧工序完成的工作就相蜗轮3衔接带动特制大螺杆6与固定在机架的螺母5当于自动轧管机组穿孔、轧管和均整3个工序完成的连接，使螺杆6拉动转鼓7的升降来调整轧

3、辊8的压工作，且轧出的钢管质量好。作为轧机关键装置的压下，通过在电动机处安装编码器精确计算调整轧辊的下系统，一般有电动和液压两种型式。电动压下系统压下量。由于其响应速度慢、调整需停机等局限性已远远不能满足生产要求。液压压下系统由于响应快、精度高、可靠性强等优点已得到广泛的应用。对于三辊联合穿轧机，不仅要求压下系统响应快、精度高，更要求其有严格的同步性，因此，对液压压下系统动静态以及同步性进行仿真分析，对于控制系统的设计具有重要意义。2生产工艺对压下系统的要求2．1精度要求1一电动机；2一减速器；3一蜗轮；4一蜗杆；三辊联合穿轧机轧制的钢管精度高，工作节奏快，5一螺母；6一螺杆；7

4、--转鼓；8一轧辊生成效率高，压下系统是其主要工作机构，对于成品图1三辊穿轧机电动压下系统结构简图精度、成材率具有关键性作用。在轧制不同规格钢3．2液压压下系统管时，精确调整轧辊压下量、轧辊位置及辗轧角、送进图2为三辊穿轧机液压压下系统示意图。三辊穿角等工艺参数，是对压下系统精度可靠性的巨大挑战。轧机液压压下系统的关键问题是三辊压下同步问题，2．2同步性要求本文采用一种多腔同步缸4作为同步装置。该同步缸三辊穿轧机具有3个呈120。分布的轧辊，组成坯有4腔，在每腔都有活塞用一根贯穿的活塞杆固定。料变形需要的孑L型，每个轧辊有自己独立的压下系统，连接快退缸2的3个腔的活塞左、右侧均有

5、进油口和3个轧辊务必同步运动才能满足工艺要求，故轧辊的出油口，最左边腔只有进油口。如图2所示，同步缸的压下系统必须满足同步控制要求。3个腔连接3个快退缸，由于同步缸的每个腔尺寸、活收稿日期：2014—03—10；修回日期：2014—06—23作者简介：陈端(1988一)，男，河北唐山人，在读硕士研究生，研究方向为冶金设备及其关键技术。学兔兔www.xuetutu.com·9O·机械工程与自动化2014年第6期塞位置全部相同，故在液压缸弹跳相同时，3个快退缸坯料前进速度为0．2m／s时，能够满足动态响应要求，会在同步缸的控制下同步调整。特制的快退缸2的活同时3个快退缸位移曲线重合，

6、达到严格同步的要求。塞固定在机架上面，通过从同步缸4给出的压力油使从图4的同步缸和快退缸位移曲线对比中可以看到，快退缸的缸体下降。因为快退缸缸体底部与平衡缸1二者响应时间相近，稳定状态下位移亦达到初始参数的活塞杆相连，所以快退缸缸体下降会带动平衡缸的设定的比例要求，即同步缸和快退缸工作面截面积与位移，从而改变轧辊压下量。同时该系统有死油循环位移成反比。补充功能。署＼t／s图3快退缸位移曲线／向步缸位移f1一平衡缸；2一快退缸；3一单向阀；4一同步缸；5一三位换向阀；目6一传感器；7一二位换向阀稔一图2三辊穿轧机液压压下系统4压下系统分析棒{昆Ef=描唾24．1模型参数选取／m0∞

7、∞以洛阳某厂联合穿轧机液压系统为研究对象，根024681Ot／s据液压压下系统现场数据对仿真模型进行参数设定。图4快退缸与同步缸位移对比本文中单独仿真液压同步系统，因此忽略泵站因素，直当给系统如图5所示跃阶信号时，同步缸设定位接提供主油路一12．6MPa的油压；同步缸主阀芯最移依然是5mm，仿真时间延长到35s，得出如图6、图大位移为140ITlm，内径为080mm，活塞杆外径为7所示的快退缸和同步缸的位移曲线，看得出液压缸040mm；快退缸内径为035mill。往返运动平稳，同