步进梁式加热炉液压系统优化设计.doc

步进梁式加热炉液压系统优化设计49889机械创新设计论文姓名:李涛院系、班级:11机制专升本学号:0041课程名称:步进梁式加热炉液压系统优化设计步进梁式加热炉液压系统优化设计摘要:结合步进梁的运动工况,分析了步进梁式加热炉液压系统的工作原理及其缺陷,并对原液压系统进行了优化设计,优化后的液压系统不但能满足系统的工况要求,还大幅提高了系统的可靠性和稳定性。1概述现代化的钢坯加热炉不断向大型化、高度自动化的方向发展,在低耗能、环保等方面也提出了更高的要求。某钢厂热轧线步进式加热炉建于上世纪70年代,驱动方式为液压传动,至今该液压系统已经运行30多年,部分液压元件已淘汰,控制技术落后,控制精度低,已不能适应国家节能减排及当前该厂产能需求,急需对原液压系统进行改造和优化。,步进梁周期动作为:步进梁上升(给定信号加速→定速→中间减速→中间定速→中间加速→定速→减速→停止)→步进梁前进(给定信号→一次加速→二次加速→定速→一次减速→二次减速→停止)→步进梁下降(给定信号→加速→定速→中间减速→中间定速→中间加速→定速→减速→停止)→步进梁后退(给定信号→一次加速→二次加速→定速→一次减速→二次减速→停止)[1]。步进梁运动轨迹与速度图如图1所示,运动周期为45秒。,该液压系统泵站采用了三台油压平衡型双联定量叶片泵泵供油,,在压力为15MPa,转速为960r/min时,H泵流量为157L/min,S泵流量为94L/min,总流量为251L/min。三台主泵不停机工作,通过AD阀(加、减速阀)进行调节流量,即通过逐渐地使部分供油泵卸荷或加载来实现调速。图2改造前液压原理简图在正常工作时,AD阀只用两个工作位(),切换AD阀的工作位,则可实现步进梁的加速或减速。,即步进梁加速或减速的时间。通过调节进入或流出液压缸的流量来调节步进梁的速度,步进梁定速阶段的流量有753L/min、408L/min、502L/min、251L/min四种,流量通过H泵和S泵组合实现。步进梁周期轨迹的变速是通过液压元件无触点位置极限开关,时间继电器和γ射线配合AD阀的动作来实现的。即通由无触点位置极限开关及时间继电器给指令,逐渐切断部分供油回路来实现。提升液压缸和移动液压缸的工作原理如图3。提升液压缸下降采用差动系统,当步进梁下降时,提升液压缸活塞杆侧的压力油经液控单向阀51直接补入液压缸的另一侧,从而减少泵的供油量。步进梁的自重用油压平衡阀52来平衡,调定压力值为15MPa。定比控制溢流阀53预调压力为15MPa,其有3个作用:步进梁下降时,当压力过高时溢流;如果平衡阀52损坏,53可起安全作用;当步进梁上升时,溢流阀53打开,使提升液压缸工作腔充分卸荷。如果遇到停电情况,当步进梁尚处于升起状态,,使步进梁靠自重回到下限位置。在移动液压缸液压系统部分设有制动阀62,其调定压力为15MPa,作为安全阀使用。顺序阀65和66起背压的作用,以便减少移动液压缸在启动、制动时的冲击[2]。