关于258机组环形加热炉夹钳液压系统改造

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1、2010年第1期天．i牵岔258机组环形加热炉夹钳液压系统改造刘瑞王怀民潘志广(天津钢管集团股份有限公司轧管一部，天津300301)[摘要]针对钢管公司258机组环形加热炉装料夹钳升降液压系统的缺陷，分析了装料夹钳的升降液压回路的工作过程，提出了改进方案。改进后在比例阀进口、出[51增加压力补偿器，改善了夹钳的运动平稳性，延长了四连杆机构中轴承的使用寿命，效果良好。关键词加热炉夹钳液压系统比例阀压力补偿器流量改造1前言在炉中的定位密切相关。针对天津钢管集团公司258环形炉的作用是将待轧制管坯加热到I260℃～机组环形炉夹钳升降液压系统存在的设计缺陷，对其1300

2、oC，使管坯达到能够轧制的高温状态。在加热液压系统做了改进，取得了良好效果。时，先由装料夹钳夹起管坯送入环形炉内，管坯伴随2夹钳结构和工作方式加热炉加热转动一周后，被出料夹钳夹出放到出炉拨夹钳升降驱动为液压带动——连杆机构，结构示又上。夹钳的上下运动靠液压缸驱动，以实现管坯的意图如图1所示。上升、下降、前进和后退动作，其动作的准确性与管坯升降液压缸图1装、出料机械手机械结构示意图在工作中，夹钳的头部要夹住管坯送人环形加热炉内，而液压缸和四连杆都要留在炉外，只有比较长的夹钳才能满足使用要求。由于夹钳和四联杆较长及其自身有弹性，再加上管坯1．53t自重，使夹钳的上升

3、和下降运动出现不稳定，产生较大的振动，导致经常损坏四连杆机构中的轴承。因此，需要改造夹钳升降液压回路解决动作不稳定的问题。原始设计控制升降缸的液压原理如图2。比例阀换向阀1控制液压缸上下和速度快慢运动，液控单向阀2控制夹钳带料在高位时防止由于自重下滑，电磁阀3是控制液控单向阀2的开合。图2升降缸液压原理258机组环形加热炉夹钳液压系统改造3故障分析和技改措施给定电压或者电流决定了比例阀的开口度，也就是孔3．1故障分析口面积A。从图2中可以看出，液压缸的速度控制完全靠比比例阀的开口度可通过电信号控制。但要想得到例阀1来控制。但比例阀只能通过电信号线形控制阀一定的流

4、量，比例阀前后的压差AP必须为恒定。而的开口度(即通流截面积)，根据薄壁孔口流量计算公进口压力补偿器就起到了这种作用，AP压差公式如式[I1．下：qv=A(2dp／p)f1AP=PI—P2(3)式中：口r流量(m3／s)；式中：PJ——比例阀入口压力(Pa)；l广流量系数；P，——比例阀出口压力(Pa)。A——孔口面积(mz)；比例阀出口压力B决定于负载压力和回油压△P——孑L口前后压差(Pa)；力，在夹钳作上下运动时，一会重载一会空载，而且P——流体的密度(kg／m3)。上升是正负载，下降是负负载。P2是不断变化的。要想从薄壁孔口流量公式可以得出：对比例阀控制

5、的得到准确的AP，Pl也必须随着P2变化而变化。回路，流量系数流体的密度P是一定的。也就是说图3是进口压力补偿器的原理图[2l。进口压力补流量qv与孔口面积A和孑L口前后压差△P平方根都偿器相当于特殊的减压阀，减压阀的出口接只，减压成正比关系。所以比例阀前后的压差对流量控制非常阀的泄漏油口接P2。根据减压阀的工作原理，Pl的压关键。同时，通过液压缸的受力公式可知：力等于P2的压力加上弹簧设定压力。当P2压力随着P进SJ=P出52+F负(2)负载压力变化时，ZDC阀会根据P'的变化，对减压阀式中：P厂液压缸进口压力；出口Pl的压力做出调整，始终保持Pl、P2的压差

6、不变。S，液压缸进油腔面积；P——液压缸出口压力；ll5——液压缸出油腔面积；0F负——液压缸负载力。n-。一lJ【l1XA：Y当公式(2)成立时，液压缸应该匀速前进或者静-①I止不动；当P进S>P出S2+F负时，液压缸加速前进；当P1’P进5

7、稳定，要使公式(2)成立，可比例阀可以准确地控制通流节面积，进口压力补通过控制液压缸出口压力Pm，来控制夹钳上升下降偿器可以准确地控制比例阀进出口的压差。所以两着的速度。的结合能够精确的控制回路流量。要想使夹钳动作稳定，可以通过控制比例阀1前3．2．2在比例阀下面增加出口压力补偿器(俗称平衡后的压差AP和控制液压缸出口压力P出，来控制夹阀)钳上升下降的速度。虽然比例阀和进口压力补偿器结合一起，可以很3．2夹钳运动稳定性的技改方案好地控制流量，但是对于出现负负载的回路，还是容在比例阀1下面，增加进口压力补偿器和出口压易出现速度失控。因为比例阀和进口压力补偿器流量力

8、补偿器(俗称平衡阀)型号