１０６ 液压与气动 ２０１２年第３期 某厂２｝｝加热炉步进梁液 压系 统改造 付曙光 ，纪海燕 ，邓江洪 ，张飞 Ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ Ｗａｌｋｉｎｇ Ｂｅａｍ Ｈｙｄｒａｕｌｉｃ Ｓｙｓｔｅｍ ｆｏｒ ２＃Ｈｅａｔｉｎｇ—ｆｕｒｎａｃｅ ＦＵ Ｓｈｕ—ｇｕａｎｇ ，ＪＩ Ｈａｉ—ｙａｈ ，ＤＥＮＧ Ｊｉａｎｇ—ｈｏｎｇ ，ＺＨＡＮＧ Ｆｅｉ （１．武汉科技大学，湖北武汉４３００８１； １００１９０； ４３００８２） ２．国家知识产权局专利局专利审查协作北京中 ，北京海淀３．武汉钢铁股份有限公司热轧厂，湖北武汉摘要：根据该厂２＃加热炉步进梁液压系统的工艺特点，结合其存在的问题，提出了改造方案，设计了 新的液压系统并实施。同时对相关电气系统、控制系统进行了改造。生产实际情况表明，改造后的系统在控 制精度、运行周期等方面有了很大提高。 关键词：加热炉；步进梁液压系统；改造 中图分类号：ＴＨ１３７文献标识码：Ｂ文章编号：１０００－４８５８（２０１２）０３－０１０６－０３ 引言 １ 原系统的工艺特点及存在的问题 １．１ 工艺特点 某厂１７００热轧线２＃加热炉建造于２０世纪７０年 代末。该加热炉步进梁液压系统运行多年，部分液压 板坯在加热炉里的移动是通过固定梁和载有钢坯 收稿日期：２０１１－０９－１３ 作者简介：付曙光（１９８０一），男，河北唐山人，博士研究生，主 要从事流体传动与控制方面的研究工作。 １６Ｏ 元件已淘汰、故障率高，备件组织困难，且控制方式落 后，控制精度低，严重制约了该厂产品产量的提升和质 量的提高，急需改造。 】８０ 日１４０ 皇： ２ ８０ ×６Ｏ ４Ｏ 出２０ Ｏ ０．００ ０．１０ ０．２０ ０．３０ ０．４０ ０．５０ 时间／ｓ １８０ 图１Ｏ改变固定阻尼子ＬＲ：的直径对先导阀进口压力的影响 阀的影响很／Ｊ、。 ２１００ ×８０ 参考文献： ［１］黎启柏．电液比例控制与数字控制系统［Ｍ］．北京：机械 Ｏ ０．００ ０．１０ ０．２０ ０．３Ｏ ０．４０ ０．５０ 工业出版社，１９９７． 时问／ｓ ［２］ 付永玲，祁晓野．ＡＭＥｓｉｍ系统建模和仿真一从入门到精 通［Ｍ］．北京：北京航空航天大学出版社，２００６． ［３］ 姚佳．基于Ｓｉｍｕｌｉｎｋ的电液比例溢流阀频响仿真［Ｊ］．机 床与液压，２００９，（２）． 图９改变固定阻尼孔 ：直径对主阀进口压力的影响 增加 ；随着主阀芯上腔的容积增大，先导阀和主阀 进口压力达到稳定的时间增长，超调量减小；随着固定 阻尼孑Ｌ Ｒ 孔径的增加，主阀进口压力超调量减小，达 ［４］ Ｋ．Ｄａｓｇｕｐｔａ，Ｒ．Ｋａｒｍａｋａｒ．Ｄｙｎａｍｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ ｐｉｌｏｔ ｏｐｅｒａｔｅｄ ｐｒｅｓｓｕｒｅ ｒｅｌｉｅｆ ｖａｌｖｅ［Ｊ］．Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ Ｍｏｄｅｌｉｎｇ Ｐｒａｃｔｉｓｅ ａｎｄ Ｔｈｅｏｒｙ，２００２，（１Ｏ）． 到稳定的时间减小，固定阻尼孔 孔径的增加对先导 ２０１２年第３期 液压与气动 １０７ 的步进梁进行的。步进梁相对于固定梁作周期动作， 整个运动周期约为５０ Ｓ，如图１所示。即：上升（加速一 定速．中间减速．中间定速．中间加速．定速一减速．停 止），前进（加速．定速一减速．停止），下降（加速．定速一 中间减速・中间定速一中间加速．定速一减速．停止），后退 （给定信号－力口速一定速－减速一停止）。 ７５３Ｌ／ｍｉｎ 泵供５ １２Ｌ￣ｉｎ ４３ｍｍ／ｓ 差动１３３８Ｌ￣ｉｎ ７６ｍ￣ｓ ４０８Ｌ／ｍｉｎ 泵供２５１Ｌ￣ｉｎ ２３ｍ￣ｓ “ ７５３Ｌ／ｍｉｎ ４３ｍｍ／ｓ 泵供５１２Ｌ／ｍｉｎ 差动１３３８Ｌ／ｍｉ７６ｍ￣ｓ ｎ 图１ 改造前步进梁动作循环示意图 各个动作起点和定速终点设有限位开关（图ｌ中 各点表示限位开关），通过限位开关的触发信号控制 步进梁的运动速度和时间。 １．２原液压系统存在问题 如图２所示，原系统主泵采用吸油过滤，易因过滤 器堵塞导致液压泵吸油不足，且无备用主泵，一旦一台 主泵发生问题，就要停机检修；主泵与ＡＤ阀组合使 用，以完成对步进梁的加速与减速控制，采用极限开关 和时间继电器进行控制，控制方式落后，定位精度低； 该系统液压控制阀采用ＡＣ１１０Ｖ电磁铁，易因阀芯卡 滞引起电磁铁烧毁；部分主要液压元件为非标产品，结 构性能落后，已淘汰不生产，故难以组织备件，严重影 响了正常生产。 １．主泵２．控制泵３．ＡＤ阀 图２原液压系统泵站原理简图 ２液压系统改造方案 经过现场实际调查并与厂方多次协商，在充分考 虑满足用户要求的基础上，拟定了液压系统改造的设 计方案。 新系统主泵使用５台（４用１备）恒压变量柱塞泵 取代原系统的双联定量叶片泵，控制油由主泵提供；增 加循环过滤冷却回路、温度传感器及加热器，提高系统 油液清洁度及油温控制精度。泵站设计方案如图３所 示（图示仅单台主泵）。 图３新液压系统泵站原理简图 新系统将原单出杆缸更换为双出杆对称缸仍采用 机械同步的同步方式。系统通过速度一位移传感器实 时测量升降缸速度及位移并反馈至控制系统。控制系 统通过比例节流阀，调节升降缸的速度。 改造后的升降回路原理简图如图４所示。升降缸 上升采用进油节流调速回路，上升时压力油经阀１一 阀２，经阀６调速后进入阀８一阀７后分为两路，分别 进入升降缸，回油经过阀１０一阀３流回油箱。升降缸 下降采用回油节流调速回路，压力油经阀５一阀４进 １２ Ｔ Ｐ Ｌ Ｔ １、４、７、９、１０．方向阀２，５．减压阀３、１３、１６．溢流阀 ６．节流阀８．单向阀１１，１２，１５．截止阀１４，１７．液控单向阀 ｌ８．升降缸１９．速度一位移传感器 图４新液压系统升降回路原理简图
