步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)研究

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1、步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)研究【摘要】現(xiàn)代化的鋼坯加熱爐不斷向大型化、高度自動化的方向發(fā)展，在耗能、環(huán)保、加熱質(zhì)量等方面也提出了更高的要求。步進(jìn)式加熱爐以其靈活的加熱方式、加熱質(zhì)量好，爐長不受限制、操作方便、易于實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)，被愈來愈多新建的軋鋼加熱爐采用?！娟P(guān)鍵詞】步進(jìn)式加熱爐；液壓系統(tǒng)現(xiàn)代化的鋼坯加熱爐不斷向大型化、高度自動化的方向發(fā)展，在耗能、環(huán)保、加熱質(zhì)量等方面也提出了更高的要求。步進(jìn)式加熱爐以其靈活的加熱方式、加熱質(zhì)量好，爐長不受限制、操作方便、易于實(shí)現(xiàn)自動控制等優(yōu)點(diǎn)，被愈來愈多新建的

2、軋鋼加熱爐采用。步進(jìn)式加熱爐步進(jìn)機(jī)構(gòu)通常按矩形軌跡運(yùn)動，一個(gè)運(yùn)動周期由4個(gè)動作組成：(1)活動梁上升，托起料坯；(2)活動梁及料坯按設(shè)定好的步距前進(jìn)一定距離；(3)活動梁下降,將料坯放在固定梁上；(4)活動梁水平移動退回起始位置。根據(jù)軋鋼生產(chǎn)工藝，要求加熱爐步進(jìn)梁具有以下特點(diǎn)：1、步進(jìn)動作周期要控制在一定的范圍內(nèi)并且速度周期均為可調(diào)。2、步進(jìn)梁升降過程中要能實(shí)現(xiàn)對被加熱料坯的輕托輕放，滿足活動梁啟停均勻、變速流暢等要求。3、加熱爐整爐鋼坯重可達(dá)500噸，要求步進(jìn)梁要有足夠的載重。4、活動梁在運(yùn)動

3、過程中負(fù)載變化極大，恒壓液壓系統(tǒng)負(fù)載對速度勢必會產(chǎn)生影響，必須采取有效措施避免步進(jìn)梁的運(yùn)行速度出現(xiàn)波動。5、加熱爐對板坯的加熱，要求由先進(jìn)的自動化程序進(jìn)行控制。液壓傳動因其體積小、負(fù)荷大、易于實(shí)現(xiàn)機(jī)電一體化控制等優(yōu)勢，在步進(jìn)式加熱爐中有廣泛的應(yīng)用。本文以河北省滄州中鐵裝備制造材料有限公司1250線步進(jìn)式加熱爐為例,對步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)運(yùn)行特征進(jìn)行分析，以利于處理分析設(shè)備故障。步進(jìn)梁周期動作為：步進(jìn)梁上升（給定信號一低速上升—加速-定速f中間減速f中間定速f中間加速-定速一減速?停止）?步進(jìn)梁前

4、進(jìn)（給定信號一低速前進(jìn)一一次加速f二次加速f定速f一次減速f二次減速f停止）f步進(jìn)梁下降（給定信號一慢速下降一加速一定速一中間減速一中間定速一中間加速f定速f減速f停止）一步進(jìn)梁后退（給定信號f低速后退f—次加速f二次加速f定速f一次減速?二次減速?停止）。原理圖如上圖所示：步進(jìn)梁的升降運(yùn)動：步進(jìn)梁的上升和下降是通過二支并聯(lián)液壓缸驅(qū)動的，液壓缸推動帶上下輪組的提升框架沿斜軌道上升和下降，使水平框架及步進(jìn)梁隨之作垂直升降運(yùn)動，在此過程中，水平缸被鎖定。升降行程200mmo步進(jìn)梁的水平運(yùn)動：步進(jìn)梁的

5、水平運(yùn)動是通過一支液壓缸驅(qū)動的，它直接作用在水平框架上，使水平框架及步進(jìn)梁在提升框架上層滾輪上作平移運(yùn)動，在此過程中，升降液壓缸被鎖定。進(jìn)退行程為600mmo其中提升與平移各有一條油缸帶有線性位移傳感器，用于檢測位移的距離。如圖分析運(yùn)動順序：控制信號，經(jīng)比例放大器驅(qū)動比例閥的動作。1、步進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)退：進(jìn)退控制閥組主要由電液比例換向閥和輔助閥件組成，控制平移液壓缸驅(qū)動步進(jìn)機(jī)構(gòu)進(jìn)退的準(zhǔn)確運(yùn)行，并可抑制高壓沖擊和漂移。PLC按控制曲線輸出模擬量控制信號，經(jīng)比例放大器驅(qū)動比例閥的動作。系統(tǒng)釆用了三位四通的

6、換向閥進(jìn)行控制，步進(jìn)梁升降時(shí)液壓鎖處于鎖定狀態(tài)。動作時(shí)比例閥給出信號、打開液壓鎖，液壓缸內(nèi)活塞一側(cè)壓力上升，轉(zhuǎn)化成動能驅(qū)動活動梁移動。負(fù)載增大時(shí),反映到液壓缸活塞高壓側(cè)壓力上升，壓力補(bǔ)償器通過高壓側(cè)先導(dǎo)閥控制比例換向閥P口壓力，對壓力進(jìn)行補(bǔ)償以穩(wěn)定運(yùn)行速度。使速度的控制只與比例方向閥的開口有關(guān)，而與負(fù)載的變化無關(guān)，實(shí)現(xiàn)加熱爐運(yùn)行平穩(wěn)、速度穩(wěn)定的效果。2、在升降的過程中，由于是三通式進(jìn)口P壓力補(bǔ)償器控制系統(tǒng)壓力，實(shí)現(xiàn)了負(fù)載與壓力相適應(yīng)控制。原理與平移相同，唯一不同的是為了設(shè)備安全，防止突發(fā)事件導(dǎo)致

7、液壓停止時(shí)活動梁掉落，增加了FD型平衡閥。因升降缸負(fù)載遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平移缸，所以升降缸采用大液壓缸，所需液壓流量較大，單向閥采用插裝式開關(guān)閥，以實(shí)現(xiàn)平移時(shí)升降缸的鎖定。系統(tǒng)平滑的啟動和制動是靠電氣控制來實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)是靠特定的輸入信號對整個(gè)運(yùn)動過程加以控制，當(dāng)輸入信號的變化曲線給定后，平臺的運(yùn)動曲線也隨之確定，而與負(fù)載的變化無關(guān)。該套系統(tǒng)易出現(xiàn)的問題及處理方法：1、出現(xiàn)出鋼跑偏現(xiàn)象及鋼結(jié)構(gòu)脫焊變形、裂口、移位等情況。2、出現(xiàn)油缸沖頂現(xiàn)象表現(xiàn)為比例換向閥給信號后仍維持原動作直到液壓缸到達(dá)機(jī)械限位。3、升降

8、啟動階段震動異響現(xiàn)象。4、步進(jìn)梁到位后自動下滑現(xiàn)象。分析原因：1、問題1主要是因?yàn)闋t底機(jī)械升降液壓缸不同步造成升降框架在升降過程中產(chǎn)生橫向位移，兩條縱梁在運(yùn)行過程中升降定心導(dǎo)板受固定臺升降定心導(dǎo)板側(cè)向作用力，使靠近升降框架定心導(dǎo)板部位的縱梁長期受較大的橫向力矩，造成該部位的縱梁橫斷面多處裂紋。原因主要有以下兩方面a油缸的密封損壞，油缸內(nèi)泄外部泄漏；b油缸的支座松動或支撐軸承損壞；解決對策：1）定期的檢查油缸的泄漏情況,定期更換油缸，確保密封性能；2）使用摩擦性能優(yōu)良的密封結(jié)構(gòu)和密封材料；3）保證