斜六輥鋼管矯直機(jī)上輥保壓系統(tǒng)的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)

謝增剛

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原030024）

斜六輥鋼管矯直機(jī)上輥保壓系統(tǒng)的簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)

謝增剛

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原030024）

介紹了一種斜六輥鋼管矯直機(jī)上輥保壓的簡(jiǎn)化液壓控制回路，該液壓控制回路在不影響矯直機(jī)矯直性能的前提下有效簡(jiǎn)化了矯直機(jī)主缸的液壓控制原理，降低了液壓系統(tǒng)的制造成本，同時(shí)也簡(jiǎn)化了矯直機(jī)液壓系統(tǒng)的電氣控制系統(tǒng)，有效降低了用戶的使用成本。

矯直機(jī)上輥保壓液壓控制回路簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)

軋制、焊接或者熱處理后的管材，具有一系列的缺陷，其中主要是縱向彎曲和橫斷面的橢圓度，斜六輥管矯直機(jī)是用于矯直鋼管彎曲度和橢圓度等缺陷的一種機(jī)械設(shè)備[1]，其主要結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 斜六輥矯直機(jī)的三維立體圖

1 上輥保壓工作原理

圖2為矯直機(jī)目前使用的上工作輥系的液壓控制原理簡(jiǎn)圖，在矯直機(jī)生產(chǎn)時(shí)，Y4b得電，上輥平衡缸有桿腔進(jìn)高壓油鎖緊，當(dāng)物料監(jiān)測(cè)開關(guān)監(jiān)測(cè)到物料進(jìn)入矯直輥，Y3得電，上輥主缸（快開缸）上腔進(jìn)入高壓油快速壓下，到達(dá)壓力繼電器設(shè)定值FD2（高點(diǎn)）時(shí)，F(xiàn)D2發(fā)訊，Y3斷電，此時(shí)，矯直機(jī)正常矯直管子，由于插裝閥、快開缸等有內(nèi)泄，快開缸上腔壓力會(huì)降低，從而會(huì)引起矯直機(jī)的矯直力不足，導(dǎo)致矯直機(jī)所生產(chǎn)的鋼管達(dá)不到大綱考核標(biāo)準(zhǔn)的風(fēng)險(xiǎn)。設(shè)置P2補(bǔ)壓回路便是用來對(duì)上述缺陷進(jìn)行補(bǔ)救的措施，P2回路單獨(dú)設(shè)置有油泵電機(jī)組、泵頭閥組、連接管道、控制閥Y1和單向閥等，還必須有相應(yīng)的電氣控制系統(tǒng)，比較繁瑣；并且在矯直機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)，P2的油泵電機(jī)組必須和P1主油泵組一樣一直保持開啟狀態(tài)，比較耗能。

圖2 改進(jìn)前上輥系控制原理簡(jiǎn)圖

具體保壓過程：當(dāng)主缸壓力降低到壓力繼電器設(shè)定點(diǎn)FD1（低點(diǎn)）發(fā)訊時(shí)，Y1得電，P2高壓油進(jìn)入主缸上腔，當(dāng)壓力上升到壓力繼電器FD2設(shè)定點(diǎn)發(fā)訊時(shí)，Y1斷電，完成一個(gè)補(bǔ)壓保壓的過程，在整個(gè)管子矯直生產(chǎn)過程中如此循環(huán)，整個(gè)過程是通過電氣控制程序自動(dòng)完成。

2 改進(jìn)后上輥保壓工作原理

圖3 改進(jìn)后上輥系控制原理簡(jiǎn)圖

下頁圖3為改進(jìn)后的控制原理，將補(bǔ)壓回路P2、油泵電機(jī)組、泵頭閥組、連接管道、控制閥Y1和單向閥等全部取消，補(bǔ)壓油源使用系統(tǒng)本身油路P1作為補(bǔ)壓油源并結(jié)合電磁插裝閥組2來實(shí)現(xiàn)上輥缸補(bǔ)壓保壓以保證矯直機(jī)的矯直力[1]。

改進(jìn)后保壓過程：當(dāng)主缸壓力降低到壓力繼電器設(shè)定點(diǎn)FD1（低點(diǎn)）發(fā)訊時(shí)，Y3重新得電，P1主系統(tǒng)高壓油進(jìn)入主缸上腔，當(dāng)壓力上升到壓力繼電器FD2設(shè)定點(diǎn)發(fā)訊時(shí)，Y3斷電，完成一個(gè)補(bǔ)壓保壓的過程，在生產(chǎn)矯直管子過程中往復(fù)如此循環(huán)。

在使用改進(jìn)后的液壓原理時(shí)應(yīng)該全面統(tǒng)籌考慮，以下幾個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)是影響使用的必要因素：

1）主系統(tǒng)P1壓力不能有較大波動(dòng)，當(dāng)矯直機(jī)組前后臺(tái)其他液壓控制機(jī)構(gòu)動(dòng)作時(shí)不能對(duì)主系統(tǒng)P1壓力有較大影響，如果有較大波動(dòng)時(shí)適當(dāng)增加設(shè)置蓄能器作為補(bǔ)充動(dòng)力源。

2）對(duì)于不同規(guī)格矯直機(jī)組時(shí)，要對(duì)矯直機(jī)的矯直節(jié)奏、矯直機(jī)主缸內(nèi)泄漏和不同規(guī)格插裝閥內(nèi)泄漏進(jìn)行詳細(xì)計(jì)算，根據(jù)計(jì)算結(jié)果判斷簡(jiǎn)化回路是否適合使用。我們已經(jīng)在小規(guī)格（Φ114mm以下）矯直機(jī)組中使用了此回路，取得了不錯(cuò)的效果。

3）在電氣人員設(shè)計(jì)電氣程序時(shí)必須保證Y3和Y2得電不得有重疊的情況出現(xiàn)，這是由于插裝閥自身開啟、關(guān)閉時(shí)時(shí)間差Δt這一動(dòng)態(tài)特性對(duì)主缸動(dòng)作有較大影響[2]。

3 結(jié)論

通過上述分析及在小規(guī)格矯直機(jī)組實(shí)際使用情況來看，簡(jiǎn)化后的控制原理有以下優(yōu)點(diǎn)：

1）降低了液壓系統(tǒng)的復(fù)雜程度。簡(jiǎn)化后的液壓系統(tǒng)去掉了保壓泵電機(jī)組等一整套液壓、電氣控制系統(tǒng)，實(shí)際使用時(shí)更加簡(jiǎn)便。

2）有效降低了制造成本。成本降低有兩部分，一是所去掉的液壓、電氣元件的部分采購和制造成本得到了有效降低；另外一部分是由于去掉保壓電機(jī)泵組，這部分的發(fā)熱可以降低，原來液壓系統(tǒng)的冷卻器、強(qiáng)制循環(huán)冷卻泵的容量也可以適當(dāng)減小，這部分的費(fèi)用也降低不少。

3）為用戶節(jié)省相當(dāng)可觀的使用成本。首先是節(jié)省能耗，在之前小規(guī)格矯直機(jī)組中保壓泵電機(jī)為7.5 kW，常年使用，能耗費(fèi)用也是相當(dāng)可觀；其次，用戶后期的維護(hù)保養(yǎng)成本也有適當(dāng)降低。

[1]謝增剛.斜六輥鋼管矯直機(jī)平衡-鎖緊液壓系統(tǒng)改進(jìn)設(shè)計(jì)[J].機(jī)械管理開發(fā)，2011（5）：47-48.

[2]謝增剛.斜六輥鋼管矯直機(jī)快開缸振顫原因分析[J].液壓與氣動(dòng)，2013（8）：122-123.

（編輯：苗運(yùn)平）

Sim plified Design of Upper Roller Pressure M aintaining System of Incline Six Rollers Straightener

XIE Zenggang
（Technology Center of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi030024）

This paper introduces a simplified hydraulic control loop of upper roller pressure maintaining system of incline six rollers straightener.The hydraulic control loop of themain cylinder of the incline six rollers straightener is simplified effectively.The manufacturing cost of hydraulic system is reduced and the electric control system of hydraulic system of straightener is simplified and the costof user is effectively reduced.

straightener,upper roller pressuremaintaining,hydraulic control loop,simplified design

TG333.2+3

A

1672-1152（2017）02-0057-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.02.21

2016-12-18

謝增剛（1984—），男，工程師，現(xiàn)就職于太原重工股份有限公司技術(shù)中心軋鋼機(jī)械研究所，從事軋鋼設(shè)備的液壓、干油、稀油系統(tǒng)的應(yīng)用、設(shè)計(jì)工作。