比例液压技术在2%23步进梁改进中的应用.pdf

Hy d r a u l i c s P n e u ma t i c s S e a l s ／ N0 ． 1 2 ． 2 01 0 比例液压技术在 2 步进梁改进 中的应用 吴 昌海 谢乐 添 涟钢 2 2 5 0热 轧板 厂 ， 湖南 娄底4 1 7 0 0 9 摘要 本文介绍了 比例液压技术 在对 步进 梁控 制改进 中的应用 。在对 现有 系统进行分析 的基础上 ， 通过应用 比例液压技术 改进 控制 信 号 ， 解 决 了 步 进 梁 平移 运 动 动作 过程 中 长期 存 在 的 冲击 、 抖 动 、 定 位 不 准 的 问题 。 关键词 比例液压技术 ； 步进梁 ； 冲击 ； 抖动 ； 液压控制 中图分类号 T H1 3 7 ． 9 文献标识码 A 文章编号 1 0 0 8 0 8 1 3 2 0 1 0 1 2 0 0 4 9 0 2 Th e Ap p l i c a t i o n o f Pr o po r t i o n a l Hy d r a u l i c Te c hn o l o g y i n t he Co nt r o l P r o m o t i o n o f 2 W a l k i ng Be a m w u Cha ng -h ai XI E Le t i a n 2 2 5 0 Ho t S t r i p Mi l l F a c t o r y ，L Y S t e e l o f Va l i n C o ． ， L t d ． ，L o u d i ，4 1 7 0 0 9 C h i n a Abs t r ac t The pa p e r i n t r o d uc e s a a pp l i c a t i o n o f P r o po r t i o n a l Hy dr a u l i c i n t he c o n t r o l pr o mo t i o n o f 2 W alk i n g Be am． Ba s e d on t he a n a l y s i s o f e x i s t i n g s y s t e m， t he c o n t r o l s i g n a l o f P r o po r t i o n v a v l e i s p r o mo t e d， wh i c h s o l v e s t he l o n g t e r m e x i s t i ng l e v e l t r a v e l p r o b l e ms o f 2 wa l k i ng b ea m， l i ke s ho c k， t r e mb l e i n ac c ur a t e po s i t i o ni n g． Ke y W o r d s p r o mo t i o n a l h y d r a u l i c t e c h n o l o g y ； wa l k i n g b e a m； s h o c k； t r e mb l e ； h y d r a u l i c c o n t r o l O 概述 步进 梁 的作用 是 运送 卷取 后 的钢卷 。2 步 进梁 式 运输 机 安装 在 回转 台后 面 ，用 于 将 回转 台上 的钢 卷 运 至提 升 机上 。 在 2 步 进 梁式 运 输 机 上对 钢 卷 进行 打 捆 称重。其动作循环是 后退一上升一前进一下降。 在步 进 梁 动作 循 环 过程 中 ．钢卷 不 断地 被 步 进 梁 从 固定梁上抬起 ， 前进后又被放到固定梁上。其动作要 求是“ 启停平稳 ， 轻托轻放” 。但涟钢 2 2 5 0热轧板厂 2 步进 梁在 平 移 过程 中一 直存 在 运 动 冲击 、抖 动 和 定位 不准 问题 。 收稿 日期 2 0 1 0 0 9 2 8 作者简介 吴昌海 1 9 7 7 一 ， 男 ， 本科 ， 毕业 于哈尔滨工程大学机 械设计及 其 自动化专业 ， 现在湖南涟钢 2 2 5 0热轧板厂从事技术工作。 -- ． - - - - , I ．-一 ● 一一 ● 一 一 一一 - 一 一 - 4 -- - - 一 - 4 -- - - 4 -- ● 一 4 结论 1 分析 步进 梁 液 压 系统 属 于恒 压 比例 系 统 ，步进 梁 的 升 降 ， 平 移 运 动均 由 比例 阀方 向阀控 制 ， 因此 减小 系 统运 动 振 动 、 冲击应 该是 相对 容 易 的事情 。 钢卷通过步进梁传输 ， 属于典型的“ 质量 的加速与 制动” 这是比例 阀重要 的工作领域 。其升降 、 平移 运 动 均 应 该 经 历 “ 加 速一 匀 速 一 制 动 ” 三个 过 程 见 图 1 ， 可 以通过连续更改 比例方向阀的控制 电流来实现 启 动 过程 中要逐 步 增 大 比例 方 向 阀控 制 电流 ，制 动 过 程要逐步减小 比例方向阀的控制 电流 ， 方能达到“ 启停 平稳 ， 轻 托轻 放 ” 。 同 时 为 了使 步 进 梁 的 速 度 不 随 负 载 的 改 变 而 改 变 ，即平移缸和升降缸 的供油量不随负载 的改变而改 变 ，分 别 在 升降 回路 和平 移 回路 中加 入压 力 补偿 器 与 - 十一 一一 一 - 一一 一 一 液力变矩器 的变矩性能主要 由原 始特性上 K f i 1 曲线来表示 。最能表 明这一特性 的是制动工况的变矩 系数 K 。 和 K I时偶合工况点的传动比 。 的大小 。 反 应 了液力 变矩 器克 服 短期 超 载 的能力 ， 反 应 了液力 变 矩器 增矩 的工 作范 围。 一 般认为 值与 i 值大者变矩性能好 ， 但实际上 值高则 i 小 ， 最高效率值也低。由于与此液力变矩器 相配 的动力 换 档 变速 器 为 前 四后 四 ， 档 位 多 ， 故 可 通 过 变速器适 当的传动 比来获得必要的驱动力矩 ， 所以 K 0 2 ． 4 5设计值较低 ， 但从该变矩器的原始曲线来看 ， 该变 矩器的高效区范围宽广 ， 当 i x ≥i p 0 ． 4 4 2 时， 变矩器都 处 于 高效 区 ， 且 最 高效 率也 较高 。 参 考 文 献 【 1 】 项 昌乐 ． 液压与液力传动【 M] ． 北京 高等教育 出版社 ， 2 0 0 8 ． 【 2 】 池智， 王军伟． 装载机液 力变矩 器的现状及 研发趋 势I J J ． 工 程 机械与维修 ， 2 0 0 6 1 2 ． 49 液 压 气 动 与 密 封 ／ 2 0 1 0年 第 1 2期 比例 方 向阀叠 加 在一起 ，构成 不受 负载影 响 的 流量控 制装 置 见 图 2 。 步进梁 系统运 动速 度仅仅 与 比例 阀的 控制信号有关 ， 而与负载无关。 速度 吠m／ s 电流 i ／ a 图 1 比例 阀运动控制过程 2带 压 力 补 偿 的 比 例 液压 系统 因此造 成 步进 梁 冲击 和振 动 的主要 原 因是 步进 梁 的 突然加 速 与减 速 ，也 即在 步进 梁 的运 动 的加减 速 过程中控制步进梁运动的比例方向阀的控制信号是一 个 突 变信 号 。通 过轧 线 的 O D G 系统 O n l i n e d a t a G a t h e r i n g S y s t e m证实 平移 运动 比例方 向 阀的原控 制 信号确为阶跃信号。 2 改进措施 基于对步进梁液压系统的分析，改用如图 3所示 的控制信号 O D G截图 作为 2 步进梁平移运动 比例 阀的控制信号 ， 替代原有阶跃信号。 ．， 。 y 1 r、 位 停 l上 位 ．／ 。 J 。＼ ／ 。＼ ， 5 0 图 3 配置斜波函数制动停止 的典型 比例阀控制信号 图 3 所示信号是一种“ 应用用斜波函数进行制动 控 制 ” 的典型 信号 。启 动及制 动均 由斜波 函数控 制其加 减速的速度。尤其在制动过程 中，制动由行程开关触 发 ， 被 控对 象 按 给定斜 波 函数 ， 首 先 由不 同 的运行 速度 制动到微动速度 ％之后再按所配置斜波函数停止 若 微动速度较小也可不配置斜 波函数运动至停止位 直接停止如图 4所示 ．此种方式仍会存在一定振动与 冲击 。 速度 m ／ s 电流 i ／ A 图 4不 配 置 斜波 函数 停 止 的 比例 阀控 制 信 号 对 2 步进梁平移运动控制比例 阀控制信号做 出 以上改变后， 2 步进梁平移运动冲击、 振动得以消除。 3 结论 带 压 力 补 偿 的 比例 液 压 系 统 完 全 能 满 足 步 进 梁 “ 启停平稳 、 轻托轻放” 输送钢卷的性能要求。应用恒压 比例 、伺服液压技术提升其他设备性能 ，仍有较大空 间，身为技术人员的我们在提升设备性能的工作上仍 大有可 为 。 参考文 献 【 l 】 张德 明． 比例液压系统在高速线材加热炉步进梁控制中的应 用[ J 】 ． 液压气动 与密封， 2 0 0 6 2 ． 『 2 】 康 向东． 浅谈 插装式 比例 阀在步进梁式加热炉速度控制上的 应用f J 】 ． 液压与气动， 2 0 0 4 7 ． 【 3 ] 冯双 红． 步进 梁式加热 炉炉底机 械 比例液 压系统 的设计 [ J 】 ． 江苏冶金， 2 0 0 3 5 ． 『 4 1 吴水康， 符寒 光． 比例 阀控液压缸 的制动分析【 J 】 ． 液压气动与 密封， 2 0 0 1 6 ． [ 5 】 王明兴． 比例方 向控制 回路中 的压 力补偿[ J ] ． 液压气 动与密 封． 2 0 0 2 4 ． [ 6 ] 张斌． 本钢 1 7 0 0热轧 l 步进梁的改造【 J ] ． 一重技术， 2 0 0 4 4 ． 【 7 】 陈晓岚， 胡晓波． 用 P L C实现步进粱的速度控制[ J ] ． 电气应用， 2 0 0 6 9 ，