加热炉步进梁控制中比例控制系统的运用.doc

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1、某厂新建5O万吨高速线材采用了步进梁式加热炉。步进机构为双层框架结构，上层为平移框架，下层为升降框架，分别由两台平移缸和两台升降缸驱动。步进梁的作用是运送在加热炉中加热的钢坯，其动作循环为：上升一前进一下降一后退一上升，在步进梁动作循环过程中，钢坯不断地被步进梁从固定梁上抬起，前进后又被放到固定梁上。每根重达2t的数根钢坯(最多78根)在被运送的过程中交替地与步进梁和固定梁接触，会产生很大的撞击和震动。2分析上述撞击和震动主要由两方面原因造成，一是由于步进梁运送钢坯的数量会发生改变，即负载改变会使步进梁的运动速度发生改变而产生不稳定因素。二是由于

2、质量很大的钢坯在被运送过程中交替地与步进梁和固定梁接触，如果接触的瞬间两者之间的相对运动速度较大，将会产生剧烈的撞击。为使步进梁的运动速度不随负载的改变而改变，即平移缸和升降缸的供油流量不随负载的改变而改变，分别在升降回路和平移回路中加入压力补偿器，与比例方向阀叠加在一起，构成不受负载影响的流量控制装置。为减小钢坯与步进梁和固定梁撞击，在钢坯与步进梁和固定梁接触以前，步进梁的运动速度应减小至接近于零，这可通过连续减小比例方向阀的输入电流信号来实现。3控制措施下面分别介绍步进梁升降回路和平移回路是如何实现步进梁的运动速度不随负载的改变而改变的。3．

3、1步进梁升降回路步进梁升降回路采用了比例方向阀进口压力补偿(图1)。压力补偿器的弹簧调定后，流过比例节流口的压力差△p就近似为恒定值，即比例方向阎进油口前后压差△p保持恒定值。当节流口前后压差保持不变时，通过节流口的流量只与节流口的开口面积成正比。对比例方向阀而言，进油节流口的开口面积与比例方向阀的输入电流信号有关，而与负载的变化无关。亦即升降缸的供油流量Q只与比例方向阀的输入电流信号有关，与负载的变化无关。3．2步进梁平移回路步进梁平移回路采用了比例方向方向阀回油口压力补偿(图2)。p2由溢流阀调定，是恒定值，为维持阀芯受力平衡，p2必然为恒定

4、值，而比例方向阀的回油出口直接与油箱相通，压力为0。所以比例方向阀回油口前后压差恒为p2。由于压力补偿器的作用，比例方向阀回油口前后的压差为恒定值，当节流口前后压差保持不变时，通过节流口的流量只与节流口的开口面积成正比。对比例方向阀而言，回油节流口的开口面积A仅取决于比例方向阀的输入电流信号，而与负载的变化无关。即平移缸的回油流量Q只与比例方向阀的输入电流信号有关，与负载的变化无关。3．3比例连续控制由3．1节的分析可知，只要连续调节比例方向阀的输入电流信号，就能控制步进梁升降缸的供油流量连续变化，从而控制步进梁的运动速度平稳变化。那么在钢坯与步

5、进梁或固定梁接触之前，只要连续减小比例方向阀的输入电流信号，就能使步进梁的升降速度平稳减小至接近于零，从而避免钢坯与步进梁或固定梁剧烈撞击。在步进梁平移回路中，同样的控制能保证步进梁在平移运动中保持平稳。4结论现在，济南钢铁集团石横特殊钢厂新建50万吨高速线材工程已经投入生产，采用压力补偿器的液压比例系统能够满足步进梁的动作要求，实现了对钢坯的轻抬轻放。