CN201653131U

CN201653131U - 一种用于大型步进式炉步进梁液压升降***

Info

Publication number: CN201653131U
Application number: CN2009201779807U
Authority: CN
Inventors: 温新民
Original assignee: Beris Engineering and Research Corp
Current assignee: Beris Engineering and Research Corp
Priority date: 2009-09-28
Filing date: 2009-09-28
Publication date: 2010-11-24
Anticipated expiration: 2019-09-28

Abstract

本实用新型属于一种用于大型步进式炉步进梁液压升降***，涉及炉底机械液压***中步进梁升降回路中的速度调节、差动、节能和简化配置。采用由3个插装阀(1、2、3)和电液比例流量阀(4)，压力补偿器(5)构成差动回路，当步进梁下降时，液压***处于卸荷状态，利用坯料及步进梁的自重使油液反向流动并经过液压缸上升时的同一比例阀，使上升运动时的进油节流变为回油节流。可解决步进梁下降时因运动方向和压力油方向一致引起的机械冲击和功率的无谓损耗，还可以节省大量的控制元件费用。

Description

一种用于大型步进式炉步进梁液压升降***

技术领域

本实用新型属于大型步进式炉炉底机械液压***中的液压***技术领域。涉及液压***设计中的简明、节能、节省投资的回路设计。同时解决步进梁下降时，升降液压缸的活塞杆的受力方向与运动方向一致，引起机械冲击和无谓的功率消耗问题。

背景技术

近几年，大型步进式炉作为高速线材、棒材、管材及板材轧线的主要设备之一，对步进式炉液压***提出了更高品质的要求。当步进式炉底机械步进梁作上升运动时，压力油P向上通过比例阀进入液压缸的下腔，使活塞杆上升。而液压缸的下降运动较上升运动要复杂得多。这是因为此时升降液压缸活塞杆端的受力方向与运动方向一致，而且对其运动还要进行加减速控制，给液压***带来设计上的复杂性。只要升降液压缸上腔有压力油作用，必然产生步进梁下降过程中的机械冲击，尽管目前很多液压***的基本配置和***原理做出了多种探索，在***升降回路上配置了压力平衡元件，使***结构比较复杂，元件部件用量多，元件部件费用也相应增高，但该液压***实用效果都不理想。

实用新型内容

本实用新型的目的在于解决上述问题，第一个目的，是提供这样的用于大型步进式炉炉底的液压***，该***能减小步进梁下降过程中的机械冲击。第二个目的是，与现有技术相比，采用了结构更加简单，元件部件用量少的液压***，第三个目的是，新***减小能量损失。

本实用新型的目的是这样实现的，即，采用了一种用于大型步进式炉步进梁液压升降***，所述***主要包括；

压力油管道P，回流油管道T，第一插装阀1，第二插装阀2，第三插装阀3，以及，

电液比例流量阀4，

压力补偿器5，

控制油滤油器6，

蓄能器7，

左液压缸8，右液压缸9，

其中，

第一插装阀1，第二插装阀2，第三插装阀3，以及，电液比例流量阀4，压力补偿器5的部件之间的液压管路连接组成差动液压回路，

控制油回油路L，在控制回路中，按照预定程序，用电控制液压***的各个元件部件的运作。

这样，就实现了上述目的。

本实用新型的有益效果是，采用了更简单的液压***回路结构，减少了元件部件用量，减小了***的能量损失，减小了梁下降过程中的机械冲击。

其中，采用了一种差动节能回路，利用电液连锁，在步进梁进入下降程序时，液压***处于卸荷状态。升降液压缸在坯料和步进梁自重的作用下，经过由电液比例阀、插装阀组成的差动回路，一部分油液补充到升降液压缸的上腔(有杆腔)，多余的油液经过三通接头流回油箱。由于升降液压缸上腔无压力油作用，其下降过程平稳可靠。

附图说明

附图1是步进式加热炉炉底机械简图；

附图2是步进式加热炉步进梁每个运动周期的速度/位移及时间曲线简图：

附图3是目前常见的大型步进式炉步进梁液压传动升降***图；

附图4是本实用新型大型步进式炉步进梁液压***结构和运作状况说明图。

具体实施方式

附图1为步进式加热炉炉底机械简图。由两个升降油缸01和一个平移油缸02来实现步进梁的运动。步进梁的运动运动轨迹是一个矩形轨迹，即上升—前进—下降—后退。由升降运动和平移运动组成，升降运动和平移运动的速度是可变的，其目的在于保证坯料以较低的速度接触横移梁04和升降梁03，减少对炉底机械的冲击和震动。

附图2是步进式加热炉步进梁每个运动周期的速度/位移及时间曲线简图，步进梁每个运动周期的速度就是液压油缸速度，用纵轴表示，横轴表示位移及时间，步进梁也称为升降梁，为实用新型大型步进炉步进梁运动的一则实例。图中的时间分段比例为常见的步进炉炉底机械常规的工况设定。其节能区域为曲线图中的阴影部分。由图可见下降时间约占运动周期的30％。而步进梁下降时所需的功率很低，仅为回油背压和克服辊轮摩擦的功率消耗。

附图3是目前常见的大型步进式炉步进梁液压传动升降***图。工作原理为：步进梁上升时，电磁铁31DT、32DT、36DT通电，压力油P经过插装阀36、压力补偿器38、进入比例流量阀31，打开插装单向阀37，进入升降液压缸的下腔(无杆腔)，驱动液压缸上升。有杆腔的油液经插装阀32流回油箱。步进梁下降时，电磁铁33DT、34DT、35DT通电，压力油P经定差减压阀39、插装阀33进入液压缸的上腔(有杆腔)，下腔(无杆腔)的油液经插装阀35、定差减压阀39、比例流量阀31、插装阀34流回油箱。***中无节能元素，步进梁下降时，由于回油节流调速，会产生一定的能量损失。所用元件繁多，油路复杂，元件费用较高。

参阅图4，附图4为本实用新型大型步进式炉步进梁液压传动升降***结构与运作状况说明。

该液压***的构成，包括液压动力部分和信号控制部分，其中，液压动力部分，压力油及相应管道用P表示，是从油泵提供，回流油路用T表示，回流油流回油缸，图中未示出油泵。图中，液压动力控制部分主要包括有作为通断阀的三个插装阀，分别是第一插装阀1，第二插装阀2，第三插装阀3，以及，电液比例流量阀4，压力补偿器5，控制油滤油器6，左液压缸8，右液压缸9，左液压缸8和右液压缸9被控制同步动作，该液压缸是工作部件。

以及，该液压***还包括蓄能器7。

连接方面，管道从图中P点，即从油泵出口出发，行至甲点分成两支，左支相继连接压力补偿器5，电液比例流量阀4，第一插装阀1，第二插装阀2，至乙点，右支连接第三插装阀3，之后，至乙点，管道在乙点会合，行至丙点，分成左无杆支，接至左液压缸8的无杆腔，即，下腔，另一支右无杆支，接至右液压缸9的无杆腔，即，下腔；

以及，左液压缸8的有杆腔，即，上腔，连接管道左有杆支，至丁点，右液压缸9的有杆腔即上腔连接管道右有杆支，至丁点，会合，再分出一个管道连接第一插装阀1，另一个管道连接回到图中T处，即，回到油缸。以及，由P线分出一支路进入蓄能器7，蓄能器7的出口接控制油滤油器6的进口。蓄能器7的安全油口与T管线相接，回到油箱。控制油滤油器6的出口分别接至第一插装阀1的或梭阀、第二插装阀2的或梭阀，第三插装阀3的或梭阀，以及，接至电液比例流量阀4的先导阀入口。

在控制***中，用电控制各个阀件，即，按照预定程序，用电控制第一插装阀1，第二插装阀2，第三插装阀3的开通和闭合，以及，电液比例流量阀4开口量。

工作原理为：当步进梁进入上升程序时，电磁铁2DT、4DT通电，1DT、3DT断电。压力油P经过压力补偿器5、电液比例流量阀4控制步进梁移动速度，第一、第二插装阀1、2进入液压缸8、9的下腔(无杆腔)，(此时第三插装阀3处于关闭状态)步进梁按设定好的马鞍形速度曲线托起坯料。平移液压缸完成平移程序后，步进梁进入下降程序时，液压***由高压供油状态转为卸荷状态，***压力仅有1MPa的背压，此时电磁铁1DT、3DT、 4DT通电，升降液压缸8、9的下腔(无杆腔)在坯料和步进梁自重的双重作用下，其下腔(无杆腔)的油液经过第三插装阀3、(第二插装阀2关闭)压力补偿器5、电液比例流量阀4、第一插装阀1补充到液压缸8、9的上腔，多余的油流由分管流回油箱。电液比例流量阀4控制的速度曲线可与上升时相同，也可根据工况另行设定。为使电液比例流量阀4在***卸荷状态下正常工作，控制油路上设有一小容量的蓄能器7，可保证比例阀动作的正常控制压力，消除压力脉动，使***工作时，尤其是液压***呈卸荷状态时，动作平稳、稳定。

电液流量比例阀4控制的差动连接回路，设计十分简捷，可实现步进梁上升、下降时的速度控制，同时利用负载和步进梁自重达到控制机械冲击、节能、节省元件费用的效果。其组成包括：

a.控制步进梁速度的电液比例流量阀4；

b.组成差动回路的第一第二第三3个插装阀1、2、3；和

c.控制油路上的蓄能器7。

所述的控制步进梁速度的电液比例流量阀4，为外置式电子放大器控制，另由压力补偿器控制比例阀口两端的压差。步进梁上升时进油节流调速；下降时回油节流调速。

第一、第二、第三的3个插装阀，组成差动回路，保证油缸无杆腔在坯料和步进梁自重作用下，利用3个插装阀的通断，使整个回路清晰简捷，并能实现回路的差动节能控制。

蓄能器7在步进梁循环运动过程中，起到消除控制压力脉动和加快比例阀响应速度的作用。而步进梁下降时，液压***处于卸荷状态，***压力急剧下降，蓄能器可使比例阀动作不受***卸荷的影响，保证其正常工作。

本实用新型属于大型步进式加热炉炉底机械液压***设计。涉及炉底机械液压***中步进梁升降回路中的速度调节、差动、节能和简化配置。其主要特征是：当步进梁下降时，液压***处于卸荷状态，利用坯料及步进梁的自重形成差动回路，使油液反向流动并经过液压缸上升时的同一比例阀，使上升运动时的进油节流变为回油节流。利用插装阀实现双作用油缸的差动十分简便不需要另外增加元件，只要第一插装阀、第三插装阀和比例节流阀4 同时接通即可实现。通过本实用新型可解决步进梁下降时因运动方向和压力油方向一致引起的机械冲击和功率的无谓损耗，还可以节省大量的控制元件费用。

常见的大型步进式炉步进梁液压传动升降***要用6台电磁插装阀，2台压力补偿器。使用本实用新型液压***只用三台电磁插装阀，一台压力补偿器，另加一小容量蓄能器，就实现了预定的功能。使用新型液压***元件配置元件数量少，节省投资效果明显。

本实用新型可以实现大型步进式炉炉底步进梁机械的程序循环运动。而回路又非常简明，***卸荷可节省能量。在同一规格、同等级元件配置的液压***中可节省元件投资30％；节省能量20％以上。

Claims

1.一种用于大型步进式炉步进梁液压升降***，其特征在于，所述***包括：

压力油管道(P)，回流油管道(T)，第一插装阀(1)，第二插装阀(2)，第三插装阀(3)，以及，

电液比例流量阀(4)，

压力补偿器(5)，

控制油滤油器(6)，

蓄能器(7)，

左液压缸(8)，右液压缸(9)，

其中，

第一插装阀(1)，第二插装阀(2)，第三插装阀(3)，以及，电液比例流量阀(4)，压力补偿器(5)的部件之间的液压管路连接组成差动液压回路，和

控制油回油路(L)，在控制回路中，按照预定程序，用电控制液压***的各个元件部件的运作。

2.根据权利要求1所述的液压升降***，其特征在于：所述液压***的液压管道连接方面，管道从油泵出口出发，分成两支，左支相继连接压力补偿器(5)，电液比例流量阀(4)，第一插装阀(1)，第二插装阀(2)，右支连接第三插装阀(3)，之后，管道会合，再分成左无杆支，接至左液压缸(8)的无杆腔，另一支右无杆支，接至右液压缸(9)的无杆腔，

以及，左液压缸(8)的有杆腔，连接管道左有杆支，右液压缸(9)的有杆腔，连接管道右有杆支，左有杆支和右有杆支会合后，再分出一个管道连接第一插装阀(1)，另一个管道连接回到油缸，

以及，由压力油管道(P)线分出一支路进入蓄能器(7)，蓄能器(7)的出口接控制油滤油器(6)的进口，蓄能器(7)的安全油口与回流油管道(T)管线相接，回到油箱，控制油滤油器(6)的出口分别接至第一插装阀(1)的或梭阀、第二插装阀(2)的或梭阀，第三插装阀(3)的或梭阀，以及，接至电液比例流量阀(4)的先导阀入口。

3.根据权利要求1或2所述的液压升降***，其特征在于：所述的电液比例流量阀(4)为外置式电子放大器控制，由压力补偿器控制比例阀口两端的压差。