韶钢高线步进梁式加热炉液压系统故障分析及改进毕业论文

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1、韶钢高线步进梁式加热炉液压系统故障分析及改进摘要：本文主要是针对韶钢高线步进梁式加热炉液压系统运行以来出现的主要一些故障进行了系统的分析，找出了故障的根源所在，并针对这些系统问题在原系统的基础上进行了优化改进。关键词：液压同步；平衡阀；比例控制；液压系统;加热炉1引言韶钢高线125t/h步进梁式加热炉的步进机械采用全液压传动双层框架双滚轮斜轨式。步进机械采用并联二支液压缸驱动提升框架沿斜轨道运行。步进机械采用两支液压缸驱动平移框架沿水平方向运行。步进梁是按照矩形轨迹运动的,即分别进行升降和水平运动。步进梁的原始位置设在

2、后下位。步进梁在上升过程中，将钢坯从固定梁上托起至后上位，然后步进梁前进至前上位，钢坯在炉内向前移动一个步距，步进梁下降至前下位，将钢坯放于固定梁上，而后步进梁返回原始位置，完成一次步进正循环动作。经如此多次循环，钢坯从炉子装料端第一料位一步步地向出料端出料位置移动，使到达出料端的钢坯被加热到预定的温度等待出炉进行轧制。升降运动和水平运动过程中的速度是变化的，其目的在于保证升降运动和水平运动开始及停止时，以及在托起和放下钢坯时能以慢速运行，防止步进机构产生冲击和震动，以避免损伤支撑梁及其立柱管的绝热材料和减少钢坯表面氧

3、化铁皮的脱落。步进机械总重：120t,载重最大250t。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200mm。步进梁的水平运动：步进梁的水平运动也是通过两支液压缸驱动的，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280mm。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。图1：步进梁矩形运

4、动图2原液压系统常见故障及原因分析图2：升降与平移原理图（改造前）（1）系统简介步进机构升降：步进梁升降控制阀组主要由电液比例换向阀和辅助阀件组成，控制并联升降液压缸驱动步进机构升降的缓启缓停平稳运行及轻托轻放炉内钢坯，并可防止失控下滑。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。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缓启缓停平稳准确运行，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。（2）常见故障

5、此系统自投入使用运行四年多来，一直运行不平稳，出现炉底机械结构脱焊，钢结构变形、开裂、移位等严重情况，同时炉底机械在工作的过程中伴随着钢结构变形的极大异响，并伴随有出钢定位不准，出现跑偏现象。同时经常出现升降油缸快速冲顶。（3）原因分析a、出现出钢跑偏现象及钢结构脱焊变形、裂口、移位等情况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，特别是升降框架在下降启动过程中的快速横向移动，加之两条纵梁在运行过程中升降定心导板受升降定心轮的侧向作用力，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

6、该部位的纵梁横断面多处裂纹。b、出现油缸冲顶现象是由于油液受到污染所致。3改进措施针对以上问题，我们采取了以下措施进行改进。1）加强对油品的检测，视结果对油品进行净化或者换油。2）对升降系统原理进行改造。原理图3：液压系统主要针对控制方式和液压锁方面进行了改进，改进后的系统采用了三位四通的换向阀进行控制，上升时用三通式进口压力补偿和下降时用出口压力补偿措施，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，实现加热炉轻抬轻放的效果。在上升的过程中，由于是三通式进口调速，实现了负载与压力相适应控制，供油压力仅比实

7、际需要多出一个横跨比例方向阀的恒定压差确定，该恒定压差是有减压阀和背压阀共同决定的。系统平滑的启动和制动是靠电气控制来实现的，系统是靠特殊的输入设定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。控制方式的改变，使系统的稳定性得到极大的提高。另外，升降系统的两个油缸应该是采用的机械同步，不能用原系统中用两个FD型平衡阀去强制同步两个缸，尽管X油口控制压力都取自同一处，但也不可能在每个缸中保持相同的同步压力。改造后在每个缸上各装一个外泄式液控单向阀，把平衡阀装在两个油

8、缸的公用管路上。图3：升降原理图（改造后）3结束语我们利用设备中修时间，制作了液压阀台，重新配管即完成了加热炉液压系统的改造。实现了低投入，高回报的经济效果。改造后运行的实践证明，改造后的系统消除了以前常见的机械故障，实现了平稳的启动和制动性能，在整个运动过程中的上升与下降行程中速度与负载变化无关，使系统运行更加平稳可靠！参考文献