步进式加热炉液压系统研究

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1、步进式加热炉液压系统研究【摘要】现代化的钢坯加热炉不断向大型化、高度自动化的方向发展，在耗能、环保、加热质量等方面也提出了更高的要求。步进式加热炉以其灵活的加热方式、加热质量好，炉长不受限制、操作方便、易于实现自动控制等优点，被愈来愈多新建的轧钢加热炉采用。【关键词】步进式加热炉；液压系统现代化的钢坯加热炉不断向大型化、高度自动化的方向发展，在耗能、环保、加热质量等方面也提出了更高的要求。步进式加热炉以其灵活的加热方式、加热质量好，炉长不受限制、操作方便、易于实现自动控制等优点，被愈来愈多新建的

2、轧钢加热炉采用。步进式加热炉步进机构通常按矩形轨迹运动，一个运动周期由4个动作组成：(1)活动梁上升，托起料坯；(2)活动梁及料坯按设定好的步距前进一定距离；(3)活动梁下降,将料坯放在固定梁上；(4)活动梁水平移动退回起始位置。根据轧钢生产工艺，要求加热炉步进梁具有以下特点：1、步进动作周期要控制在一定的范围内并且速度周期均为可调。2、步进梁升降过程中要能实现对被加热料坯的轻托轻放，满足活动梁启停均匀、变速流畅等要求。3、加热炉整炉钢坯重可达500吨，要求步进梁要有足够的载重。4、活动梁在运动

3、过程中负载变化极大，恒压液压系统负载对速度势必会产生影响，必须采取有效措施避免步进梁的运行速度出现波动。5、加热炉对板坯的加热，要求由先进的自动化程序进行控制。液压传动因其体积小、负荷大、易于实现机电一体化控制等优势，在步进式加热炉中有广泛的应用。本文以河北省沧州中铁装备制造材料有限公司1250线步进式加热炉为例,对步进式加热炉液压系统运行特征进行分析，以利于处理分析设备故障。步进梁周期动作为：步进梁上升（给定信号一低速上升—加速-定速f中间减速f中间定速f中间加速-定速一减速〜停止）〜步进梁前

4、进（给定信号一低速前进一一次加速f二次加速f定速f一次减速f二次减速f停止）f步进梁下降（给定信号一慢速下降一加速一定速一中间减速一中间定速一中间加速f定速f减速f停止）一步进梁后退（给定信号f低速后退f—次加速f二次加速f定速f一次减速〜二次减速〜停止）。原理图如上图所示：步进梁的升降运动：步进梁的上升和下降是通过二支并联液压缸驱动的，液压缸推动带上下轮组的提升框架沿斜轨道上升和下降，使水平框架及步进梁随之作垂直升降运动，在此过程中，水平缸被锁定。升降行程200mmo步进梁的水平运动：步进梁的

5、水平运动是通过一支液压缸驱动的，它直接作用在水平框架上，使水平框架及步进梁在提升框架上层滚轮上作平移运动，在此过程中，升降液压缸被锁定。进退行程为600mmo其中提升与平移各有一条油缸带有线性位移传感器，用于检测位移的距离。如图分析运动顺序：控制信号，经比例放大器驱动比例阀的动作。1、步进机构进退：进退控制阀组主要由电液比例换向阀和辅助阀件组成，控制平移液压缸驱动步进机构进退的准确运行，并可抑制高压冲击和漂移。PLC按控制曲线输出模拟量控制信号，经比例放大器驱动比例阀的动作。系统釆用了三位四通的

6、换向阀进行控制，步进梁升降时液压锁处于锁定状态。动作时比例阀给出信号、打开液压锁，液压缸内活塞一侧压力上升，转化成动能驱动活动梁移动。负载增大时,反映到液压缸活塞高压侧压力上升，压力补偿器通过高压侧先导阀控制比例换向阀P口压力，对压力进行补偿以稳定运行速度。使速度的控制只与比例方向阀的开口有关，而与负载的变化无关，实现加热炉运行平稳、速度稳定的效果。2、在升降的过程中，由于是三通式进口P压力补偿器控制系统压力，实现了负载与压力相适应控制。原理与平移相同，唯一不同的是为了设备安全，防止突发事件导致

7、液压停止时活动梁掉落，增加了FD型平衡阀。因升降缸负载远远大于平移缸，所以升降缸采用大液压缸，所需液压流量较大，单向阀采用插装式开关阀，以实现平移时升降缸的锁定。系统平滑的启动和制动是靠电气控制来实现的，系统是靠特定的输入信号对整个运动过程加以控制，当输入信号的变化曲线给定后，平台的运动曲线也随之确定，而与负载的变化无关。该套系统易出现的问题及处理方法：1、出现出钢跑偏现象及钢结构脱焊变形、裂口、移位等情况。2、出现油缸冲顶现象表现为比例换向阀给信号后仍维持原动作直到液压缸到达机械限位。3、升降

8、启动阶段震动异响现象。4、步进梁到位后自动下滑现象。分析原因：1、问题1主要是因为炉底机械升降液压缸不同步造成升降框架在升降过程中产生横向位移，两条纵梁在运行过程中升降定心导板受固定台升降定心导板侧向作用力，使靠近升降框架定心导板部位的纵梁长期受较大的横向力矩，造成该部位的纵梁横断面多处裂纹。原因主要有以下两方面a油缸的密封损坏，油缸内泄外部泄漏；b油缸的支座松动或支撑轴承损坏；解决对策：1）定期的检查油缸的泄漏情况,定期更换油缸，确保密封性能；2）使用摩擦性能优良的密封结构和密封材料；3）保证