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轧钢厂650轧机机后升降台驱动方式改造

发布日期:2017-08-14 来源: 中国升降机网 查看次数: 253
核心提示:  昆明冶金高等专科学校学报轧钢厂650轧机机后升降台驱动方式改造肖俊邓宇翔2(1.昆明工业职业技术学院机械工程系,云南昆明650302;2.昆明冶金高等专科学校机械工程学院,云南昆明650033)形

  昆明冶金高等专科学校学报轧钢厂650轧机机后升降台驱动方式改造肖俊邓宇翔2(1.昆明工业职业技术学院机械工程系,云南昆明650302;2.昆明冶金高等专科学校机械工程学院,云南昆明650033)形式改用液压驱动。降低维护成本和减少检修维护时间。

  昆钢棒线厂第二作业区是于1999年改造的半连轧棒材生产线,粗轧机采用原来的650轧机。650轧机后是一可升降的工作台面,目前采用传统的“重锤平衡、曲柄连杆机构驱动”的结构形式。此类升降台因其重锤惯性大,相应的机械传动、轴套、轴瓦、紧固连接装置容易受损以至破坏,故设备故障多,维修费用高,管理工作量大,年停机维护时间长。现设想改用新型液压升降台来替代它。

  表1曲柄连杆机构部件维修情况检修维护部件维护周期/d更换时间/h备件消耗/万元支撑大轴3658. 012.0连杆机构906. 06.0支撑轴瓦1506.00.5连杆轴套和轴瓦906. 00.5减速箱1808.018.0连轴器及紧固件74. 00.2曲轴33.00.6加油润滑10. 1升降台现状表1列出的是年度维护的部件及维护所需的时间。从表1可知,若某个部件在生产中损坏,都会造成设备故障,制约生产,增加备件的消耗,带来更大的经济利益损失。

  2升降台液压系统及其工作原理2.1改造思路当升降台载有钢坯上升时,升降台为满载状态,所以需要液压缸向其提供最大的驱动力,即液压缸向工作台输出最大能量,使工作台上升到最大高度,此时升降台具有了势能。当钢坯被卷入轧机后,此时升降台为空载状态,升降台利用其重力势能驱动下降,其高位势能被释放。这种势能如果不能有效地利用,则会造成压力能的损耗和浪费,该能量的浪费对于较重的升降台来说是非常可惜的。因此,需在其液压系统中加入储能装置,在工作台下降时将其势能储存起来,当工作台上升时再予以释放,重新利用起来。同时,储能器储存的压力能使得液压系统持有预使驱动力,从而减小液压泵的输出能量和流量,并同时达到保护系统安全的目的。采用蓄能器来储存压力能,减小液压泵的输出能量和流量,这种方法结构简单,易于实施。

  包括650车间的卸钢小车也同样存在这样的势能浪费。如冷床卸钢小车,当小车下落时释放势能,系统要产生大量的流量,甚至出现负压、管路震动大、泵负荷不均等情况。

  本改造方案采用了2个液压缸互补的方法,辅助平衡缸在推动升降台上升后得到了势能,并转换成压力能,如果不将这部分压力储存,而直接回油箱,则将造成较大的能量浪费。因此在升降台下降时把这部分能量储存起来,使无杆腔中直保持有压力能,与台面的重力保持定的平衡力。而主动缸只需提供部分的压力能来驱动升降台,即通过2个液压缸间的液压油互补,650轧辊以实现两者间的能量互补,减少了液压泵的输出压力能,从而达到节能效果,同时又使液压系统工作平稳,可靠性提高。

  为液压升降台工作时的受力分析示意,此处对升降台进行的受力计算为假设理想状态下2缸处于垂直安装时的受力分析,工作环境中应根据实际安装角度对受力有角度变换的分力进行考虑。

  升降台液压系统基本结构方案如(此图示为一简图,省略了部分辅助系统和备用泵等)所示。系统元件采用插装阀,为系统提供大的流量,这在本车间得到大量的应用,使用稳定、可靠。

  轧机升降台液压驱动方式的工作循环为:快进(举升工作台满载上升)―停留(举升工作台升降台液压系统基本结构方案停留进钢)快退(举升工作台空载下降)。其工作原理如下:快进。按下启动按钮,油液经泵排出,流经单向阀1,进入辅助平衡缸无杆腔。此时,控制油路的油液流经插装阀6,当压力达到一定值时,其主阀芯被打开,泵排出的油液经插装阀流向主动缸无杆腔,确保两缸的同步上升。

  进油路:泵单向阀1辅助平衡缸无杆腔;泵二位2通插装阀6减压阀主动缸无杆腔;回油路:辅助平衡缸有杆腔油箱;主动缸有杆腔油箱。

  停留。当工作台上升停止时,辅助平衡缸无杆腔的压力升高,使压力继电器2动作,发出电信号给时间继电器,停留时间由继电器调定。当控制油路的压力足够大时,将促使插装阀9的主阀芯打开,油液流经压力继电器,当压力达到一定值时,促使压力继电器11动作。此时,蓄能器4、10起到保压的作用。这样能保证辅助平衡缸、主动缸的安全停留。

  进油路:泵―插装阀6减压阀15主动缸无杆腔;回油路:主动缸有杆腔油箱。

  快退。当工作台下降时,辅助平衡回路中单向阀被反锁,辅助平衡缸的油液流回蓄能器4中,将势能转换为压力能储存起来,使压力能一直保持在无杆腔中并与台面的重力保持一定的平衡力,使台面在下降过程中保证平稳性。当控制油路的压力达到一定值时,将打开升降回路中插装阀13、9的主阀芯,一部分油液经插装阀13流回油箱,另一部分油液流回蓄能器4,当升降台再次上升时主动缸只需提供一部分的压力能来驱动升降台。

  回油路:辅助平衡缸无杆腔―蓄能器;主动缸无杆腔插装阀13调速阀油箱;辅助平衡缸无杆腔―插装阀9蓄能器10.该系统由油源、辅助平衡回路、升降回路和卸荷回路组成,具体说明如下:平衡回路的蓄能器4在系统中同时提供给插装阀上的先导阀压力以控制油路,保证系统工作的可靠性和连续性。

  在升降台上升过程中,平衡回路的压力Pp由大到小变化,而升降回来的压力Ps则由小到大变化。

  在升降至下降过程中,平衡回路的压力Pp由小变大(平衡缸的油液此时被压入平衡蓄能器4中),也就是平衡缸的势能转换成压力能了,下次升起时液压泵就不需提供太大的压力能和流量了。升降回路的压力Ps则回油箱了,最后变为零。

  2.4液压系统的初步设计当升降台下降时,升降台在自重力矩FgxLg和平衡缸、主动升降缸的上托力矩PpxipX和PsxLsxAs的共同作用下下降,也就是:活塞直径;Ds为主动缸活塞直径。

  3有关参数的选择计算升降台的基本参数如下:=9m,升降台上升的最大高度H =0.7m,升降台最大转角a =5.,升降台及钢坯重力Fg=1.6x106N,升降台重心位置Lg=3.8m,升降缸位置is=2.6m,辅助平衡缸位置ip=4.8m,升降台上升或下降时间t 3.1平衡回路的有关计算当升降台在水平下降位时,辅助平衡缸5的推力矩与升降台和坯料的重力矩平衡,即:3.2升降回路有关参数的计算与选择下降位升降缸7的压力Ps因升降台处于水平位置时固定支撑承载升降台和钢坯的自重,而且当处于预备上升状态时,平衡缸5的推力矩与升降台和钢坯重力矩平衡,所以此时升降缸压力为零,即Ps=0上升位升降缸7的压力Ps当升降台处于高位时,升降缸7的推力矩和平衡缸5的推力矩之和与升降台和钢坯重力矩平衡,即4结语本文讨论了棒线厂第二作业区650轧机升降台的驱动形式改造为液压系统驱动的设计思路。采用液压平衡、液力驱动,与传统的重锤平衡、曲柄连杆机构驱动相比,工作平稳、可靠性较高、无惯性力、故障减少,且液压可以无极变速,位置控制精度高。

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