CN106286443A - 一种扇形段更换装置的液压同步控制装置 - Google Patents
一种扇形段更换装置的液压同步控制装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种扇形段更换装置的液压同步控制装置,包括扇形段更换装置执行机构、控制器和双比例阀液压同步控制回路,液压同步控制装置通过控制器对双比例阀液压同步控制回路进行闭环控制实现扇形段更换装置执行机构的同步运动,液压同步控制回路主要包括液控单向阀、压力补偿器、比例阀、电磁换向阀、平衡阀、梭阀和安全阀。本发明的优点在于:通过双比例阀对扇形段更换装置左右两侧的导向摆臂偏摆角进行同步控制,从而控制导向摆臂适应不同扇形段的吊装定位,能快速、平稳地实现连铸机扇形段各段的吊装、更换和调整,保证了扇形段更换的安全、平稳和可靠,并提高了扇形段更换过程的自动化水平,适用于板坯连铸机扇形段更换装置的自动化控制。
Description
技术领域
本发明属于冶金机械领域,涉及一种扇形段更换装置的液压同步控制装置。
背景技术
扇形段是板坯连铸机的核心设备之一,铸坯质量的好坏、生产效率的提高、检修速度的快慢等往往取决于这部分设备。扇形段是连铸机中需要频繁更换的设备之一,每台连铸机都需要配备专用的扇形段更换装置,从而使扇形段能安全、快速、平稳地更换,以缩短连铸机的维护周期,提高生产效率,提高铸坯质量。
现有的扇形段更换装置大都采用单比例阀回路或调速阀回路进行同步控制。单比例阀回路的缺点是两个摆动液压缸的控制油从一个回路供油,当两个液压缸出现负载不平衡时,同步效果较差;而调速阀回路虽然两个液压缸由不同回路供油,解决了负载不平衡问题,但调速阀一经设定后,液压缸在运行过程中速度不变,导致扇形段吊装过程冲击较大,运行不平稳。
为解决上述传统控制回路的不足,确保扇形段吊装过程安全平稳,吊装位置准确可调,本发明针对扇形段更换装置,提出一种双比例阀液压同步控制装置,实现了扇形段更换装置左右两侧导向摆臂偏摆角的同步闭环控制,从而控制导向摆臂适应不同的扇形段更换位,能快速、平稳地实现板坯连铸机扇形段各段的吊装、更换和调整,保证了扇形段更换的安全可靠性,并提高了扇形段更换过程的自动化水平。
发明内容
有鉴于此,本发明的目的在于提供一种扇形段更换装置的液压同步控制装置,解决了扇形段更换装置导向摆臂的同步控制问题,实现了扇形段更换装置在扇形段吊装过程的定位准确性、安全平稳性、吊装可靠性和更换快速性,提高了扇形段更换过程的自动化水平。本发明不仅适用于扇形段更换装置的液压同步控制,同时也适用于类似工况的其他装备。
为达到上述目的,本发明提供如下技术方案:一种扇形段更换装置的液压同步控制装置,包括扇形段更换装置执行机构、控制器和双比例阀液压同步控制回路,所述液压同步控制装置通过控制器对双比例阀液压同步控制回路进行闭环控制实现扇形段更换装置执行机构的同步运动。
所述扇形段更换装置执行机构由摆动液压缸、导向摆臂和提升梁组成,摆动液压缸的输出端与导向摆臂的一端连接,导向摆臂的另一端与提升梁连接。
所述摆动液压缸为二级液压缸,在所述导向摆臂与提升梁连接处分别设有用于监控导向摆臂偏摆角度的编码器,编码器的信号输出端与控制器信号输入端连接。
所述双比例阀液压同步控制回路包括比例阀、压力补偿器、液控单向阀和电磁换向阀,比例阀的压力油入口和压力油出口之间设置有保证比例阀的前后压差为恒定值的压力补偿器,在比例阀的入口回路设置液控单向阀,在比例阀的出口回路设置液控单向阀,电磁换向阀分别与液控单向阀连接,并控制其通断,电磁换向阀分别与液控单向阀连接,并控制其通断,比例阀的控制端和电磁换向阀的控制端分别与控制器连接。
所述压力补偿器的减压阀P口与压力油的P口连接,所述压力补偿器的减压阀A口与比例阀的P口连接,所述比例阀的A、B油口分别与压力补偿器的梭阀的两个油口连接。
所述摆动液压缸的无杆腔回路上设置有保证扇形段吊装过程的平稳性的平衡阀,在所述摆动液压缸的有杆腔回路上设置有可选择平衡阀控制油压力的梭阀。
在所述摆动液压缸的无杆腔回路上还设置有保证摆动液压缸无杆腔不超载的安全阀。
本发明的有益效果在于:
1、本发明采用比例阀对扇形段更换装置的偏摆角进行闭环控制,解决了传统单比例阀控制***负载不平衡下同步性能差的问题,解决了传统调速阀回路吊装过程不平稳的问题,提高了扇形段更换装置两侧导向摆臂的同步精度,同时实现了扇形段吊装过程的安全平稳性和定位准确性;
2、本发明采用二级液压缸作为导向摆臂的驱动油缸,解决了传统液压缸安装空间过大的问题,为扇形段更换装置应用到连铸机改造工程提供了有利条件。
3、本发明在摆动液压缸的无杆腔设置平衡阀和安全阀,在摆动液压缸的有杆腔设置梭阀选择平衡阀的控制油,实现了扇形段吊装过程的平稳性、安全性和同步性。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚,本发明提供如下附图进行说明:
图1为本发明扇形段更换装置的液压同步控制装置的结构示意;
其中,1.1、1.2、1.3、1.4—液控单向阀,2.1、2.2—压力补偿器,3.1、3.2—比例阀,4.1、4.2—电磁换向阀,5—梭阀,6.1、6.2—平衡阀,7.1、7.2—安全阀,8.1、8.2—摆动液压缸,9.1、9.2—导向摆臂,10.1、10.2—编码器,11—提升梁,12—控制器。
具体实施方式
下面将结合附图,对本发明的优选实施例进行详细的描述。
一种扇形段更换装置的液压同步控制装置,包括扇形段更换装置执行机构、控制器12和双比例阀液压同步控制回路,所述液压同步控制装置通过控制器12对双比例阀液压同步控制回路进行闭环控制实现扇形段更换装置执行机构的同步运动。
所述扇形段更换装置执行机构由摆动液压缸8.1、8.2,导向摆臂9.1、9.2和提升梁11组成,摆动液压缸8.1、8.2的输出端与导向摆臂9.1、9.2的一端连接,导向摆臂9.1、9.2的另一端与提升梁11连接。
所述摆动液压缸8.1、8.2为二级液压缸,在所述导向摆臂9.1、9.2与提升梁11连接处分别设有用于监控导向摆臂9.1、9.2偏摆角度的编码器10.1、10.2,编码器10.1、10.2的信号输出端与控制器12信号输入端连接。
所述双比例阀液压同步控制回路包括比例阀3.1、3.2、压力补偿器2.1、2.2、液控单向阀1.1、1.2、1.3、1.4和电磁换向阀4.1、4.2,比例阀3.1、3.2的压力油入口和压力油出口之间设置有保证比例阀3.1、3.2的前后压差为恒定值的压力补偿器2.1、2.2,在比例阀3.1、3.2的入口回路设置液控单向阀1.1、1.3,在比例阀3.1、3.2的出口回路设置液控单向阀1.2、1.4,电磁换向阀4.1分别与液控单向阀1.1、1.2连接,并控制其通断,电磁换向阀4.2分别与液控单向阀1.3、1.4连接,并控制其通断,比例阀3.1、3.2的控制端和电磁换向阀4.1、4.2的控制端分别与控制器12连接。
所述压力补偿器2.1、2.2的减压阀P口与压力油的P口连接,所述压力补偿器2.1、2.2的减压阀A口与比例阀3.1、3.2的P口连接,所述比例阀3.1、3.2的A、B油口分别与压力补偿器2.1、2.2的梭阀的两个油口连接。电磁换向阀4.1、4.2的三个油口分别连接压力油管P、液控单向阀1.1、1.2、1.3、1.4和回油管T,液控单向阀1.2、1.4的P口和A口分别连接比例阀3.1、3.2的B口和平衡阀6.1、6.2的P口,液控单向阀1.2、1.4的控制油X口分别与电磁换向阀4.1、4.2的B口连通,液控单向阀1.2、1.4的泄漏油Y口分别与泄漏油管L连通,
所述摆动液压缸8.1、8.2的无杆腔回路上设置有保证扇形段吊装过程的平稳性的平衡阀6.1、6.2,平衡阀6.1、6.2的A口连接摆动液压缸8.1、8.2的无杆腔,在所述摆动液压缸8.1、8.2的有杆腔回路上设置有可选择平衡阀6.1、6.2控制油压力的梭阀5,梭阀5分别从摆动液压缸8.1、8.2的有杆腔引控制油,通过压力选择控制平衡阀6.1、6.2。
在所述摆动液压缸8.1、8.2的无杆腔回路上还设置有保证摆动液压缸8.1、8.2无杆腔不超载的安全阀7.1、7.2,安全阀7.1、7.2与回油管T连通,保证摆动液压缸8.1、8.2无杆腔不超载。控制器12根据工艺要求和编码器10.1、10.2的反馈偏摆角度发送控制指令至比例阀3.1、3.2控制摆动液压缸8.1、8.2进行同步伸出或缩回运动,依次实现扇形段更换装置对第一段至第七段扇形段的吊装,每段扇形段吊装过程如下:
扇形段更换装置吊装扇形段时抬起的动作过程:控制器12根据编码器10.1、10.2反馈的偏摆角度确定扇形段更换装置当前的吊装位置,然后根据新的吊装位置所确定的新偏摆角度,控制器12经同步控制算法计算出控制指令发送给比例阀3.1、3.2,比例阀3.1、3.2的P口与B口导通,同时电磁换向阀4.1、4.2得电导通打开比例阀3.1、3.2前后的液控单向阀1.1、1.2、1.3、1.4,压力油管P口内的压力油依次经液控单向阀1.1、1.3,压力补偿器2.1、2.2,比例阀3.1、3.2,液控单向阀1.2、1.4,平衡阀6.1、6.2进入摆动液压缸8.1、8.2的无杆腔;同时摆动液压缸8.1、8.2的有杆腔的油液经比例阀3.1、3.2的T口流回回油管T;当无杆腔产生的力大于有杆腔产生的力与重力负载的合力时,摆动液压缸8.1、8.2的第一级活塞杆伸出带动导向摆臂9.1、9.2同步的向上摆动,当编码器10.1、10.2检测到偏摆角度接近扇形段所需角度时,控制器12逐渐减小控制指令发送给比例阀3.1、3.2直至其切换至中位机能,同时电磁换向阀4.1、4.2失电关闭液控单向阀1.1、1.2、1.3、1.4,在平衡阀6.1、6.2的作用下平稳停在当前位置;如编码器10.1、10.2检测到偏摆角度小于扇形段所需角度,则第一级活塞杆继续伸出,如伸出到头时仍未到达所需的角度,则第二级活塞杆继续伸出,直至导向摆臂9.1、9.2的偏摆角度接近扇形段吊装所需的角度,控制器12逐渐减小控制指令发送给比例阀3.1、3.2直至其切换至中位机能,同时电磁换向阀4.1、4.2失电关闭液控单向阀1.1、1.2、1.3、1.4,在平衡阀6.1、6.2的作用下平稳停在当前位置。在此过程中,压力补偿器2.1、2.2的设定压差恒定,因此比例阀3.1、3.2在相同开口度指令条件下保证了两个比例阀回路输出流量的一致性,从而保证两只摆动液压缸的伸出速度一致而不受外负载影响;当编码器10.1、10.2检测到偏摆角度不一致时,则控制器12的同步控制算法投入,修正比例阀3.1、3.2的指令信号,直至编码器10.1、10.2检测到偏摆角度一致;同时在摆动液压缸8.1、8.2的伸出过程有加减速过程,保证了吊装过程的平稳性。
扇形段更换装置吊装扇形段时降下的动作过程:控制器12根据编码器8.1、8.2反馈的偏摆角度确定扇形段更换装置当前的吊装位置,然后根据新的吊装位置所确定的新偏摆角度,控制器12逐渐增大控制控制指令发送给比例阀3.1、3.2,比例阀3.1、3.2的P口与A口导通,同时电磁换向阀4.1、4.2得电导通打开比例阀3.1、3.2前后的液控单向阀1.1、1.2、1.3、1.4,压力油管P内的压力油依次经液控单向阀1.1、1.3,压力补偿器2.1、2.2,比例阀3.1、3.2进入摆动液压缸8.1、8.2的有杆腔;当有杆腔产生的力与重力负载的合力小于无杆腔产生的力时,由于平衡阀的作用摆动液压缸8.1、8.2不动作,直至摆动液压缸8.1、8.2其中一只液压缸的有杆腔侧的力与负载重力的合力大于无杆腔侧的力时,梭阀5选择有杆腔压力高者作为控制油,同时将平衡阀6.1、6.2切换至节流位,无杆腔的压力油依次经平衡阀6.1、6.2,液控单向阀1.2、1.4,比例阀3.1、3.2流回回油管T;此时摆动液压缸8.1、8.2的第二级活塞杆缩回带动导向摆臂9.1、9.2同步的向下摆动,当编码器10.1、10.2检测到偏摆角度接近扇形段所需角度时,控制器12逐渐减小控制指令发送给比例阀3.1、3.2直至其切换至中位机能,同时电磁换向阀4.1、4.2失电关闭液控单向阀1.1、1.2、1.3、1.4,在平衡阀6.1、6.2的作用下平稳停在当前位置;如编码器10.1、10.2检测到偏摆角度大于扇形段所需角度,则第二级活塞杆继续缩回,如缩回到头时仍未到达所需的角度,则第一级活塞杆继续缩回,直至导向摆臂9.1、9.2的偏摆角度接近扇形段吊装所需的角度,控制器12逐渐减小控制指令发送给比例阀3.1、3.2直至其切换至中位机能,同时电磁换向阀4.1、4.2失电关闭液控单向阀1.1、1.2、1.3、1.4,在平衡阀6.1、6.2的作用下平稳停在当前位置。在此过程中,压力补偿器2.1、2.2的设定压差恒定,因此比例阀3.1、3.2在相同开口度指令条件下保证了两个比例阀回路输出流量的一致性,从而保证两只摆动液压缸的缩回速度一致而不受外负载影响;当编码器10.1、10.2检测到偏摆角度不一致时,则控制器12的同步控制算法投入,修正比例阀3.1、3.2的指令信号,直至编码器10.1、10.2检测到偏摆角度一致;同时在摆动液压缸8.1、8.2的缩回过程有加减速过程,保证了吊装过程的平稳性。
最后说明的是,以上优选实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制,尽管通过上述优选实施例已经对本发明进行了详细的描述,但本领域技术人员应当理解,可以在形式上和细节上对其作出各种各样的改变,而不偏离本发明权利要求书所限定的范围。
Claims (7)
1.一种扇形段更换装置的液压同步控制装置,其特征在于:包括扇形段更换装置执行机构、控制器(12)和双比例阀液压同步控制回路,所述液压同步控制装置通过控制器(12)对双比例阀液压同步控制回路进行闭环控制实现扇形段更换装置执行机构的同步运动。
2.根据权利要求1所述的扇形段更换装置的液压同步控制装置,其特征在于:所述扇形段更换装置执行机构由摆动液压缸(8.1、8.2)、导向摆臂(9.1、9.2)和提升梁(11)组成,摆动液压缸(8.1、8.2)的输出端与导向摆臂(9.1、9.2)的一端连接,导向摆臂(9.1、9.2)的另一端与提升梁(11)连接。
3.根据权利要求1所述的扇形段更换装置的液压同步控制装置,其特征在于:所述摆动液压缸(8.1、8.2)为二级液压缸,在所述导向摆臂(9.1、9.2)与提升梁(11)连接处分别设有用于监控导向摆臂(9.1、9.2)偏摆角度的编码器(10.1、10.2),编码器(10.1、10.2)的信号输出端与控制器(12)信号输入端连接。
4.根据权利要求1、2或3所述的扇形段更换装置的液压同步控制装置,其特征在于:所述双比例阀液压同步控制回路包括比例阀(3.1、3.2)、压力补偿器(2.1、2.2)、液控单向阀(1.1、1.2、1.3、1.4)和电磁换向阀(4.1、4.2),比例阀(3.1、3.2)的压力油入口和压力油出口之间设置有保证比例阀(3.1、3.2)的前后压差为恒定值的压力补偿器(2.1、2.2),在比例阀(3.1、3.2)的入口回路设置液控单向阀(1.1、1.3),在比例阀(3.1、3.2)的出口回路设置液控单向阀(1.2、1.4),电磁换向阀(4.1)分别与液控单向阀(1.1、1.2)连接,并控制其通断,电磁换向阀(4.2)分别与液控单向阀(1.3、1.4)连接,并控制其通断,比例阀(3.1、3.2)的控制端和电磁换向阀(4.1、4.2)的控制端分别与控制器(12)连接。
5.根据权利要求4所述的扇形段更换装置的液压同步控制装置,其特征在于:所述压力补偿器(2.1、2.2)的减压阀P口与压力油的P口连接,所述压力补偿器(2.1、2.2)的减压阀A口与比例阀(3.1、3.2)的P口连接,所述比例阀(3.1、3.2)的A、B油口分别与压力补偿器(2.1、2.2)的梭阀的两个油口连接。
6.根据权利要求2或3所述的扇形段更换装置的液压同步控制装置,其特征在于:所述摆动液压缸(8.1、8.2)的无杆腔回路上设置有保证扇形段吊装过程的平稳性的平衡阀(6.1、6.2),在所述摆动液压缸(8.1、8.2)的有杆腔回路上设置有可选择平衡阀(6.1、6.2)控制油压力的梭阀(5)。
7.根据权利要求2或3所述的扇形段更换装置的液压同步控制装置,其特征在于:在所述摆动液压缸(8.1、8.2)的无杆腔回路上还设置有保证摆动液压缸(8.1、8.2)无杆腔不超载的安全阀(7.1、7.2)。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170104 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |