一种热轧轧辊平衡液压控制系统及方法技术方案

一种热轧轧辊平衡液压控制系统及方法，属控制领域。包括工作辊的平衡装置和支承辊的平衡装置；工作辊的平衡装置由安装在牌坊上的四个调平衡用液压缸及凸台组成；在每个工作辊的平衡缸凸台上设置两个支撑辊平衡缸，构成支承辊的平衡装置；支承辊的平衡装置与工作辊平衡装置构成一体式结构。在上支承辊平衡液压回路增加了有杆腔调压回路，结合无杆腔和有杆腔之间液压油的压力差控制，采用有杆腔的“低压”控制，避免了工作现场杂质进入有杆腔，增加了支撑辊过平衡系数，提高了轧辊控制精度，减少了轧机的冲击震动，改善了轧机辊系的稳定性，提高了油膜轴承的使用寿命。可广泛用于热轧轧机上支撑辊液压系统的运行维护和改造领域。上支撑辊液压系统的运行维护和改造领域。上支撑辊液压系统的运行维护和改造领域。

【技术实现步骤摘要】
一种热轧轧辊平衡液压控制系统及方法


[0001]本专利技术属于自动控制领域，尤其涉及一种应用于热轧轧机上支撑辊液压缸提升稳定性和防止漏油的装置及方法。

技术介绍

[0002]R2粗轧机是热轧带钢生产线上的核心设备，一般都是四辊可逆轧机，其轧辊平衡液压系统(亦称轧辊平衡装置)是R2粗轧机的重要组成部分，主要作用是平衡轧辊、安全臼及丝杆等部件的重量，消除轧机在垂直链方向的间隙，确保辊缝精度。
[0003]热轧R2粗轧机的轧辊平衡液压系统由工作辊的平衡装置(简称工作辊平衡) 和支承辊的平衡装置(简称支承辊平衡)组成。其中工作辊的平衡装置一般由安装在牌坊上的4个平衡缸凸台组成，而支承辊的平衡装置通常有两种结构形式，一种是由1个安装在轧机顶上的平衡缸及提升扁担梁组成；另一种是与工作辊平衡装置设计为一体式，即在每个工作辊平衡缸凸台上设计2个支承辊平衡缸。这些平衡缸全部由轧辊平衡系统提供动力源，实现轧辊的平衡动作。
[0004]宝钢某热轧R2粗轧机是由国外某公司设计的，在多年的使用中，发现其轧辊平衡系统的状态不太稳定，经常出现平衡缸的缸盖密封损坏漏油故障，平均使用寿命约3个月，漏油故障平均一个月2次，全年24次，对生产影响较大；而且其上辊系冲击大，不稳定，上支承辊油膜轴承也出现过多次损坏。虽然经过多次分析，采取了增加油膜轴承的润滑油量以及改进油膜轴承衬套制作工艺等措施，油膜轴承状态有所好转，但问题还是存在，这对设备维护和正常生产威胁很大。
[0005]在申请公布日为2018年11月6日，申请公布号为CN 108757595A的中国专利技术专利申请中，公开了一种“油缸压力补偿缓冲控制回路”，包括恒压变量泵、蓄能器、压力补偿器、比例阀、梭阀、油缸。该方案通过压力补偿器与梭阀的组合使用，使得比例阀能对油缸的两个方向进行比例调速控制，可以使比例阀前后的压差保持恒定，使执行机构的速度不受负载变化的影响，避免由于系统内流动介质或执行机构惯性的作用，使系统内瞬时形成很高的峰值压力而造成液压冲击。由于压力补偿器检测来自负载的压力，从而使系统的输出流量具有较强的抗负载干扰能力，适用于负载变化大，速度平稳性要求高的场合。
[0006]在授权公告日为2020年6月23日，授权公告号为CN 109026860 B的中国专利技术专利中，公开了一种“比例伺服阀控液压支护平台立柱油缸系统及压力控制方法”，其异步电机和定量泵连接；过滤器、定量泵、以及比例伺服阀依次连接；比例伺服阀与液压锁、立柱油缸依次连接；定量泵的输入端通过过滤器单独与油箱相连接，定量泵的输出端与比例伺服阀一个端口连接；比例伺服阀的2号端口和4号端口之间连接有比例溢流阀；在定量泵的作用下液压油经过过滤器输出一定流量的高压油，控制立柱油缸；改变比例伺服阀调节液压油流量大小，控制立柱油缸压力；最后，立柱油缸出油口的低压油经比例伺服阀导流回到油箱。该方案实质上是通过控制液压流量大小提升液压缸的行程精度。
[0007]明显地，现有的常规压力控制方法是无杆腔高压有杆腔零压力回油，缺点容易造
成灰尘水汽进入有杆腔，另一种方法是通过有杆腔和无杆腔等压控制根据作用面积差实现平衡力控制，缺点有杆腔一直处于高压状态，容易渗油和磨损。

技术实现思路

[0008]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种热轧轧辊平衡液压控制系统及方法。其通过液压缸两个油腔(即无杆腔和有杆腔)内压力变化平衡支撑辊重量，结合无杆腔和有杆腔之间的压力差控制，采用有杆腔的低压控制，以提升液压缸缸盖密封使用寿命；同时，增加了支撑辊过平衡系数，通过调整有杆腔和无杆腔液压油的压力，提高了轧辊控制精度，减少了轧机震动。
[0009]本专利技术的技术方案是：提供一种热轧轧辊平衡液压控制系统，包括上支承辊平衡装置，其特征是：
[0010]所述的上支承辊平衡装置由支承辊平衡装置和工作辊平衡装置构成；
[0011]在与压下装置固接的上支撑辊轴承座的下方，以上支撑辊的转动轴心为中线，对称设置两组支承辊平衡液压缸，构成支承辊平衡装置；
[0012]在位于上支撑辊轴承座下方的上工作辊轴承座上，以上工作辊的转动轴心为中线，对称设置两组上凸台，在每个上凸台的下方，对应设置一个工作辊平衡液压缸，构成工作辊平衡装置；
[0013]在每个工作辊平衡液压缸与对应的支承辊平衡液压缸之间，设置一个平衡缸凸台；
[0014]所述的工作辊平衡液压缸和支承辊平衡液压缸，通过所述的平衡缸凸台固定为一体；
[0015]所述的工作辊平衡液压缸和支承辊平衡液压缸，由上支承辊平衡液压回路提供动力源，实现轧辊的平衡动作，消除轧机垂直链方向间隙；
[0016]所述的轧辊平衡液压系统，结合上支承辊辊系涉及设备重量，对涉及上支承辊辊系中油缸总的平衡力进行控制；
[0017]所述的轧辊平衡液压系统，在各液压缸的有杆腔与进油口之间，设置一个有杆腔调压回路；在各液压缸的无杆腔与回油口之间，设置一个无杆腔调压器回路，在各液压缸的无杆腔与进油口之间，设置一个节流调速回路；
[0018]所述的轧辊平衡液压系统，通过在上支承辊平衡液压回路中设置无杆腔调压回路、有杆腔调压回路和节流调速回路，使得平衡状态下无杆腔为“高压”状态，有杆腔为“低压”状态；进而实现平衡功能、更换工作辊时上支承辊的提升功能以及上支承辊的快速下降功能。
[0019]具体的，所述的上支承辊平衡装置包括工作辊的平衡装置和支承辊的平衡装置；所述工作辊的平衡装置由安装在牌坊上的四个调平衡用液压缸及凸台组成；在每个工作辊的平衡缸凸台上设置两个支撑辊平衡缸，构成支承辊的平衡装置；所述支承辊的平衡装置与工作辊平衡装置构成一体式结构；
[0020]所述的轧辊平衡液压系统，在进油口与液压缸的无杆腔之间，设置有第一电磁阀DCF1；在进油口与液压缸的有杆腔之间，设置有第二电磁阀DCF2以及有杆腔调压回路；在无杆腔与进油口之间，设置有第三电磁阀DCF3以及节流调速回路。
[0021]进一步的，所述的无杆腔调压回路包括设置在液压缸无杆腔与回油口之间的第二溢流阀YLF2或第三溢流阀YLF3，通过所设置的第二溢流阀YLF2或第三溢流阀 YLF3，对液压缸无杆腔的液压油压力进行控制。
[0022]进一步的，所述的有杆腔调压回路包括设置在液压缸有杆腔与进油口之间的第一溢流阀YLF1和减压阀JYF3，液压缸有杆腔的压力通过第一溢流阀YLF1和减压阀JYF3调压，压力P由减压阀JYF3和第一溢流阀YLF1来设定。
[0023]进一步的，所述的节流调速回路包括设置在液压缸无杆腔与进油口之间的双向节流阀，通过所述的双向节流阀，控制上支承辊的提升或下降速度。
[0024]本专利技术的技术方案，还提供了一种上述热轧轧辊平衡液压控制系统的控制方法，其特征是：
[0025]1)计算上支承辊辊系平衡总重量：
[0026]2)计算上支承辊液压平衡力：
[0027]3)采用轧辊过平衡力保护控制，对上支承辊辊系中油缸总的平衡力进行控制；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种热轧轧辊平衡液压控制系统，包括上支承辊平衡装置，其特征是：所述的上支承辊平衡装置由支承辊平衡装置和工作辊平衡装置构成；在与压下装置固接的上支撑辊轴承座的下方，以上支撑辊的转动轴心为中线，对称设置两组支承辊平衡液压缸，构成支承辊平衡装置；在位于上支撑辊轴承座下方的上工作辊轴承座上，以上工作辊的转动轴心为中线，对称设置两组上凸台，在每个上凸台的下方，对应设置一个工作辊平衡液压缸，构成工作辊平衡装置；在每个工作辊平衡液压缸与对应的支承辊平衡液压缸之间，设置一个平衡缸凸台；所述的工作辊平衡液压缸和支承辊平衡液压缸，通过所述的平衡缸凸台固定为一体；所述的工作辊平衡液压缸和支承辊平衡液压缸，由上支承辊平衡液压回路提供动力源，实现轧辊的平衡动作，消除轧机垂直链方向间隙；所述的轧辊平衡液压系统，结合上支承辊辊系涉及设备重量，对涉及上支承辊辊系中油缸总的平衡力进行控制；所述的轧辊平衡液压系统，在各液压缸的有杆腔与进油口之间，设置一个有杆腔调压回路；在各液压缸的无杆腔与回油口之间，设置一个无杆腔调压器回路，在各液压缸的无杆腔与进油口之间，设置一个节流调速回路；所述的轧辊平衡液压系统，通过在上支承辊平衡液压回路中设置无杆腔调压回路、有杆腔调压回路和节流调速回路，使得平衡状态下无杆腔为“高压”状态，有杆腔为“低压”状态；进而实现平衡功能、更换工作辊时上支承辊的提升功能以及上支承辊的快速下降功能。2.按照权利要求1所述的热轧轧辊平衡液压控制系统，其特征是所述的上支承辊平衡装置包括工作辊的平衡装置和支承辊的平衡装置；所述工作辊的平衡装置由安装在牌坊上的四个调平衡用液压缸及凸台组成；在每个工作辊的平衡缸凸台上设置两个支撑辊平衡缸，构成支承辊的平衡装置；所述支承辊的平衡装置与工作辊平衡装置构成一体式结构；所述的轧辊平衡液压系统，在进油口与液压缸的无杆腔之间，设置有第一电磁阀DCF1；在进油口与液压缸的有杆腔之间，设置有第二电磁阀DCF2以及有杆腔调压回路；在无杆腔与进油口之间，设置有第三电磁阀DCF3以及节流调速回路。3.按照权利要求1所述的热轧轧辊平衡液压控制系统，其特征是所述的无杆腔调压回路包括设置在液压缸无杆腔与回油口之间的第二溢流阀YLF2或第三溢流阀YLF3，通过所设置的第二溢流阀YLF2或第三溢流阀YLF3，对液压缸无杆腔的液压油压力进行控制。4.按照权利要求1所述的热轧轧辊平衡液压控制系统，其特征是所述的有杆腔调压回路包括设置在液压缸有杆腔与进油口之间的第一溢流阀YLF1和减压阀JYF3，液压缸有杆腔的压力通过第一溢流阀YLF1和减压阀JYF3调压，压力P由减压阀JYF3和第一溢流阀YLF1来设定。5.按照权利要求1所述的热轧轧辊平衡液压控制系统，其特征是所述的节流调速回路包括设置在液压缸无杆腔与进油口之间的双向节流阀，通过所述的双向节流阀，控制上支承辊的提升或下降速度。6.一种如权利要求1所述热轧轧辊平衡液压控制系统的控制方法，其特征是：1)计算上支承辊辊系平衡总重量：
2)计算上支承辊液压平衡力：3)采用轧辊过平衡力保护控制，对上支承辊辊系中油缸总的平衡力进行控制；4)通过对轧辊平衡液压系统的控制，实现无杆腔与有杆腔的平衡功能、实现上支承辊的提升功能以及实现上支承辊的快速下降功能。7.按照权利要求6所述热轧轧辊平衡液压控制系统的控制方法，其特征是所述的上支承辊辊系平衡总...

【专利技术属性】
技术研发人员：荣鸿伟，廖永锋，夏宏斌，
申请(专利权)人：宝山钢铁股份有限公司，
类型：发明
国别省市：