钢管轧机芯棒限动液压控制系统技术方案

本发明专利技术公开了一种钢管轧机芯棒限动液压控制系统，该系统包括连接在液压缸的塞腔与油源和油箱之间的油源控制单元以及依次连接在液压缸的杆腔与油源之间的压力补偿单元和液压缸伸缩速度控制单元；当液压缸在伸出时，杆腔的液压油依次经过压力补偿单元和液压缸伸缩速度控制单元后，与油源的供液压油一起向液压缸的塞腔供油，形成差动控制回路，可降低液压泵站的供油流量和装机功率，减少运行过程中的能耗；并且通过设置压力补偿单元可平衡轧辊轧制毛管的水平分力和液压缸的塞腔压力，控制液压缸伸缩速度控制单元两腔压差保持为固定值，能够满足液压缸速度伸出和缩回可控的要求，伸出满足限动速度稳定、匀速，缩回满足快速返回、慢速停位。慢速停位。

【技术实现步骤摘要】
钢管轧机芯棒限动液压控制系统


[0001]本专利技术涉及一种钢管轧机芯棒限动液压控制系统。

技术介绍

[0002]在钢管轧制领域，从穿孔机穿孔出来的毛管，进入轧机轧制之前，需先穿入芯棒，芯棒起到支撑毛管内壁的作用。为了减少芯棒的长度，芯棒前进的速度小于毛管轧制前进速度，这个动作叫芯棒限动，芯棒前进的速度叫芯棒限动速度，施加在芯棒上前进反方向的力叫芯棒限动力。当毛管规格不同时，芯棒限动速度也会不同，而同种规格的毛管，芯棒限动速度通常保持固定不变。
[0003]在毛管轧制过程中，毛管在芯棒、轧机的轧辊旋转和压下的共同作用下，毛管进行金属变形。从毛管咬钢开始，芯棒以一个固定并低于钢管轧制的速度前进。此时，芯棒受到轧机轧制力的带动，如不加以限制，则会与钢管同步前进。为控制芯棒前进的速度，通常可采用电机或液压缸对芯棒在轧制前进的反方向给定一定力，也就是芯棒限动力，根据钢管规格的不同，芯棒限动力从几十吨到100多吨不等。通常在长距离芯棒限动中采用电机，在短距离芯棒限动中采用液压缸。采用液压缸进行芯棒限动的液压控制系统，具有限动力大、油缸行程长、缸径尺寸大、限动速度稳定、回退速度快、液压流量大等特点。液压缸作用下的芯棒限动的动作过程如下：
[0004]1、芯棒快速运行电机驱动芯棒小车和芯棒快速前进，使芯棒插入毛管，并在液压限动装置位置处被限制而停止。
[0005]2、限动装置液压缸以设定的限动速度伸出，芯棒快速运行电机采用力矩控制，向芯棒施加一定的力矩，随液压缸伸出的速度前进，毛管被轧机轧辊咬入，开始轧制。
[0006]3、限动装置液压缸的杆腔向芯棒施加限动力，使得芯棒得以不受轧制力的影响，继续以限动速度伸出，直到毛管轧制结束。
[0007]4、快速运行电机驱动芯棒小车和芯棒快速返回，并与液压限动装置脱开；同时，限动液压缸也快速缩回，芯棒和限动液压缸均处于初始状态，等待下一只毛管的轧制。
[0008]从以上过程可以看出，芯棒限动的过程中，液压缸伸出方向和受力方向一致，处于负负载状态。此时，限动液压缸的塞腔只需要补充油液，而杆腔需要产生一个大背压，以限制液压缸的速度。常规设计中，由于泵站压力恒定，油缸伸出动作时，塞腔进压力油，液压缸伸出方向会产生一个大的压力，再加上轧制力水平分力，那么需要在杆腔产生一个很高的背压才能限制液压缸的速度，这是非常耗能的。同时，由于芯棒限动的力较大，使得液压缸缸径大，再加上伸出速度快，要求液压泵站流量大，装机功率很大。
[0009]毛管从咬钢到轧制结束的过程中，轧辊作用在芯棒上的水平分力并不是一个固定不变的力。相反，由于起始、结束轧制速度变化，毛管温度持续降低，毛管内径变化等原因，这个力是随时变化的。由于固定节流阀两端压差发生增减时，流通能力会发生变化，这使得要控制液压缸速度为固定值时，固定节流阀不能满足速度要求。
[0010]因此，面对目前存在的限动液压缸耗能大，固定节流阀不能满足液压缸速度控制
要求的问题，来研发出的一种减少运行过程中的能耗，满足液压缸速度伸出和缩回可控要求的钢管轧机芯棒限动液压控制系统是目前亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0011]本专利技术的目的是提供一种钢管轧机芯棒限动液压控制系统，以解决目前限动液压缸耗能大，固定节流阀不能满足液压缸速度控制要求的问题。
[0012]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种钢管轧机芯棒限动液压控制系统，包括连接在液压缸的塞腔与油源和油箱之间的油源控制单元以及依次连接在液压缸的杆腔与油源之间的压力补偿单元和液压缸伸缩速度控制单元，所述油源控制单元和液压缸伸缩速度控制单元分别通过第二单向阀与油源连接；所述塞腔液压油控制单元用于控制液压缸的塞腔内液压油供应，所述液压缸伸缩速度控制单元用于控制液压缸的伸出速度或缩回速度，所述压力补偿单元用于控制液压缸伸缩速度控制单元两腔压差保持为固定值；当液压缸在伸出时，杆腔的液压油依次经过压力补偿单元和液压缸伸缩速度控制单元后，与油源的供液压油一起向液压缸的塞腔供油，形成差动控制回路。
[0013]进一步地，所述液压缸伸缩速度控制单元包括连接在所述压力补偿单元和第二单向阀之间的比例节流阀。
[0014]进一步地，所述压力补偿单元包括连接液压缸的杆腔与液压缸伸缩速度控制单元之间的压力补偿器以及与所述压力补偿器并联的第一单向阀。
[0015]进一步地，所述油源控制单元包括第一二位二通换向阀和第二二位二通换向阀，所述第一二位二通换向阀连接在液压缸的塞腔与油箱之间，所述第二二位二通换向阀连接在液压缸的塞腔与油源之间。
[0016]本专利技术的有益效果为：当液压缸在伸出时，杆腔的液压油依次经过压力补偿单元和液压缸伸缩速度控制单元后，与油源的供液压油一起向液压缸的塞腔供油，形成差动控制回路，可降低液压泵站的供油流量和装机功率，减少运行过程中的能耗；并且通过设置压力补偿单元可平衡轧辊轧制毛管的水平分力和液压缸的塞腔压力，控制液压缸伸缩速度控制单元两腔压差保持为固定值，不会在随轧制过程中限动力的变化而导致液压缸速度的变化，能够满足液压缸速度伸出和缩回可控的要求，伸出满足限动速度稳定、匀速，缩回满足快速返回、慢速停位。
附图说明
[0017]此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，在这些附图中使用相同的参考标号来表示相同或相似的部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
[0018]图1为本专利技术一个实施例的结构示意图；
[0019]其中：1、液压缸；2、第一二位二通换向阀；3、第二二位二通换向阀；4、压力补偿器；5、第一单向阀；6、比例节流阀；7、第二单向阀。
具体实施方式
[0020]如图1所示的钢管轧机芯棒限动液压控制系统，该系统包括连接在液压缸1的塞腔
与油源和油箱之间的油源控制单元以及依次连接在液压缸1的杆腔与油源之间的压力补偿单元和液压缸1伸缩速度控制单元，所述油源控制单元和液压缸1伸缩速度控制单元分别通过第二单向阀7与油源连接；所述塞腔液压油控制单元用于控制液压缸1的塞腔内液压油供应，所述液压缸1伸缩速度控制单元用于控制液压缸1的伸出速度或缩回速度，所述压力补偿单元用于控制液压缸1伸缩速度控制单元两腔压差保持为固定值；当液压缸1在伸出时，杆腔的液压油依次经过压力补偿单元和液压缸1伸缩速度控制单元后，与油源的供液压油一起向液压缸1的塞腔供油，形成差动控制回路。
[0021]当液压缸1在伸出时，杆腔的液压油依次经过压力补偿单元和液压缸1伸缩速度控制单元后，与油源供应的液压油一起向液压缸1的塞腔供油，形成差动控制回路，可降低液压泵站的供油流量和装机功率，减少运行过程中的能耗；并且通过设置压力补偿单元可平衡轧辊轧制毛管的水平分力和液压缸1的塞腔压力，控制液压缸1伸缩速度控制单元两腔压差保持为固定值，不会在随轧制过程中限动力的变化而导致液压缸速度的变化，能够满足液压缸1速度伸出和缩回可控的要求，伸出满足限动速度稳定、匀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种钢管轧机芯棒限动液压控制系统，其特征在于，包括连接在液压缸的塞腔与油源和油箱之间的油源控制单元以及依次连接在液压缸的杆腔与油源之间的压力补偿单元和液压缸伸缩速度控制单元，所述油源控制单元和液压缸伸缩速度控制单元分别通过第二单向阀与油源连接；所述塞腔液压油控制单元用于控制液压缸的塞腔内液压油供应，所述液压缸伸缩速度控制单元用于控制液压缸的伸出速度或缩回速度，所述压力补偿单元用于控制液压缸伸缩速度控制单元两腔压差保持为固定值；当液压缸在伸出时，杆腔的液压油依次经过压力补偿单元和液压缸伸缩速度控制单元后，与油源的供液压油一起向液压缸的塞腔供油，形成差动控制回路。...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙天健，胡俊，邓晓林，李军，魏航，
申请(专利权)人：中冶赛迪工程技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：