型钢车间精轧机列配套液压系统的设计.pdf

莱 钢 科 技 2 o o 2年 6月 型钢车 间精 轧 机列配套液 压 系统 的设计 关 中华 孙 永涛 徐 明信 锻 压 厂 摘 要 针 对 型 钢 车 间精 轧 机 列 实际 布 置情 况 ， 对 该 机 列 的 液 压 控 制 系统进 行 了 自行 设 计 ， 介 绍 了设 计 方 案和 实施 效 果 。 关 键 词 液 压 控 制 系统 设 计 Ab s t r a c t I n l i g h t o f t h e a r r a n g e me n t o f fin i s h i n g mi l l s e r i e s o f t h e S e c t i o n Wo r k s h o p， we o ur s e l v e s d e s i g n e d t h e h y ． d r a u l i c c o n t r o l s y s t e m f o r t h e f i nis h rol l i n g mill l i n e． e d e s i gn p mj e c t a n d i mp l e me n t a t i o n r e s u l t s a r e i n t r o d u c e d i n t h i s p a pe r ． Ke y W or d s h y d r a ul i c c o nt r o l s y s t e m ， d e s i gn l 设 计 说 明 锻 压 厂 型 钢 车 间 精 轧 机 列 改 造 内 容 为 去 除 横 列式 布 置 的 3架 口 3 5 03轧 机 机 列 ， 新 增 设 空 4架 口 3 5 0平 一 立 交 替直 流 电 机 单 机 驱 动 轧 机 ， 轧 机 机 列 采用北 钢 院转 化设 计 的 帕梅尼第 五代 轧机 机型 ， 新 轧机 的 机 架 锁 紧 、 横 移 、 轧 机 压 下 、 轧 辊 平 衡 等 功 能 由液 压 系 统 控 制完 成 。 在 我 们 审 核 由北 钢 院 提 供 的 液压 系统设计原理 图时 ， 发现其 液压 系统 的设 计 在 功 能 上 并 不 匹 配 我 厂 4架 3 5 0轧 机 的 实 际 轧 机 布 置 情况 ， 经 研究决定放弃其设计方 案 ． 对精 轧机列的液 压系统进行 自行设 计。 2 系 统 设计 2 ． 1 液 压 系统 原 理 图 的设 计 根据 已确 定 的 执 行 机 构 液 压 缸 、 马 达 的 具 体 参数 ， 以及 各 执 行机 构 的工 作 机 能 ， 分 别对 水平 轧 机 、 立 式 轧 机 液 压 系 统 工 作原 理 图进 行设 计 ， 其 原 理 图 如 图 1 。 脯干 霄 巾4O zl 6 0 正 下 耳 遗 徘■ ● l 3 9 1 l 口l ● 礼 秉 曩 四●●J ／ ● l 1 l q 鲁 ■ 巾40 1 Z 2 l1 } 中 中申 匍 } 蝰j - - { 时 __E I r 、 毒 ‘ 幸 四 0飘 f ； ● 匹 D } 帚 ④ I r延 D 。 ‘ B 7 丰匹D _ _ J L 一 - ． J L _ J I 固 0 r 固 固 置 毋 习 四 。 ∞ { I 嘧 固 簟 {固 慝 固 固 L - t ， J 豇 。 ∞ 匹 粤 - rr n I ,a n 辑 醉 固 l I 。 lI j 叫 f l I I I l I 。 I l I I l } ． 州．， 固 幸 固 o ， ．1 l } L ●I ． -L ， l 田 1 水平 轧机液 压 系统原 理 田 49 维普资讯 关 中华 。 等 型钢车 间精轧机列配套 液压 系统的设计 第 3 期 总第 9 9期 专刊 }甲 粤粤 I r丰四 曩 四 。 享 暑 I-- -一 I | - - ‘ ； ． 。 ● 固 【 国 ” 捆 - ▲ _ _ J【 ． ． ． ． J _ - J L ．．． j - J 0 四 ∞ 、 - 0 J - --_ 毋 ① 固 L 0 ’ u_ m 毋 ． [ 四 - _● ● [ ● _ ] C ． I 堪 尊 ， 。 l i唧ra 4 I t 0 l l l f 。 ，四幸 D o ， ． - ， I I L●1 8-L’ J 圈 2立 式 轧 机 液 压 系 统 原 理 图 以下 就 原 理 图 的设 计 要点 作 以解 释 与 说 明 最 大 流 量 Q 2 一 3 ． 1 4 X 3 1 5 X 2 0 1 接 轴 锁 紧 系 统 原 理 图设 计 中 ， 考 虑 到 接 轴 伸 3 ． 7 2 L ／ m i 出后必须定位 ， 不准 移动 ， 在进 、 回油 路上 设计 使用 3 机架锁 紧缸规格 1 3 0 ／ 8 0 x 6 了液控单 向阀， 并配合 设计使用 的 电磁 换 向 阀的滑 移动速度 v 6 ra m ／ 阀机 能 为 “ y ” 型 。 最 大 流 量 Q 3 一 3 ． 1 4 6 5 2 6 2 在 控 制 轧 机 压 下 的液压 马达 回路 中 ， 考 虑到 4 ．8L ／mi 保护S L C Z E , T轮箱 ， 在此 回路 上设 置 了溢流 阀， 以 4 NT马达规格 1 Q J M 0 2 0 ．3 1 Z 保 证轧机压下的工作安全。 ‘ 工作转 速 n 4 0 ／ m i n 3 轧 辊 平 衡 回路 中 ， 为了 确保 平 衡 缸 的 工 作 压 最 大 流 量 Q 4 。 0． 3 2*4 0 1 2． 8 L／mi n 力 ． 在 回路 中设计使用 了减压阀， 并使用 了单 向阀对 根据安装在轧机上的各执行机构的工作性质及 系统进行保压 ， 还设 置 了压力表 ， 以便 对平 衡缸压力 工作状况 ， 并考 虑到操作安全 ， 可确定同一轧机上 的 进 行 监 视 e 各 执 行机 构 不 能 同 时 操 作 。 故 4架 轧 机 同 时 换 辊 4 在 接 轴 锁 紧 、 机 架移 动 、 轧 机 压 下 回路 中 ， 采 时 ， 各 执 行 机 构 需 要 系统 供 给 的最 大 流 量 ， 为 4个 流 用双单 向节流阀对执行机构进行液压调速 。 量最大的液压马达 同时工作 时的流量 。 5 系统根据原理图制作为 4组集成控制 阀组 ， 因此 Q 1 241 2． 86 1 ． 4 4 L ／ m i n 对每架轧机进行 分别控 制 ， 控制 阀采 用板 式 连接方 根据上述参数选液压泵 4 3 P C Y一1 41 B 式安装 在集成 阀块上 。 2 ． 1 ． 2蓄能器 的选择 2 ． 2液 压 元 件 的 选 择 此 系统 的 蓄 能器 ， 主要 用 于 保 证 液 压 平 衡 缸 的 2 ． 1 ． 1 泵 的流 量 的确 定 Q K ∑Q 压 力 平 衡 ， 并 吸 收 脉 冲缓 和 液 压 冲击 ， 还 可 用 来 做 急 K1 ． 2 用 能 源 。 系统工作压力 1 2 MP a 蓄能器 的容积选择 △ v∑A i L i K 系统各执行元件工作 时的最大流量 K1 ． 2 1 接 轴锁 紧缸规格 4 0 ／ 2 2 X 1 1 0 ／ W 1 ． 2[ J I 2 0 1 1 0J I 3 1 5 1 3 1 04j i 移动速度 v 2 2 m m ／ s 6 5 X 6 ] X 40 ． 0 7 9 4 7 9 ． 4 L 最大流量 Q l 一 3 ． 1 4 X 2 0 X 2 2 故 蓄能器 的有效容积为 7 9 ． 4 L即可 。 1 ． 8 L ／ ra i n 蓄 能器 的选 型 为 N X G 1 一L 4 0 ／ 2 0 H 数 量 2台 2 机架移动缸规格 6 3 ／ 4 5 X 1 3 1 0 2． 1 ． 3 管路 的选择 移 动速度 V 2 0 m m ／ s 油管选 择根据公式 d1 ． 1 3l O 3, ／ Q ／ 50 维普资讯 莱 钢 科 技 2 0 0 2年 6月 主 油 管 的 选 择 流 速取 值 v7 m ／ s d 主1 ． 1 3l O 3, ／ 一Q ／ v1 ． 1 3l O 3～ 3 5． 7 m m 主 油 管 通 径 可 选 为 D 4 2 ra m 管道壁厚 8 P d ／ 2 d ] [ d ] c r b ／ n4 1 0 0 ／ 66 8 3 ． 3 b a r 8 1 5 0 4 2／ 268 3． 34． 6m m 故 壁 厚 选 为 5 咖 根据 以上计算公式依 次可计算 和选择 回油管路 的规格尺寸 D g 5 03 计算 略 ④④ 2 ． 1 ． 4油箱 的 容 积 根据经验公式选定 Va Q Q为液 压 泵 总 额定 流 量 Q4 31 5 0 01 0 一 ] 6 4 ． 5 L a 为 经 验 系 数 a1 0 适 用 于 冶 金 机 械 液 压 系 统 油 箱 的 容 积 为 V6 4 ． 51 0645 L 在综合考 虑到 油温升 高、 油 中杂质 沉 淀等 因素 后 ， 选定的油箱容积为 V1 时。 2 ． 3 液压站系统 的设计图见图 3 。 ④ ④ 一 ④① P L 甲甲 甲 n n ■ H o ●_ ’ v、 e -O , I I e I f l 『 l ④ ④ ④ ④ } } I 一 I l } f I I iI I L 、 【 、 I ④』 ④④I ， r ， ． 一 一 ／ ”＼．／ ④ 审 D 申 申 令令 1 L J 客 D ④④ ④ l ◇ ◇ 图 3液压 站系 统原理 图 设计方案如下 2 ． 3 ． 1 液压泵采用一用一备 ， 确保 系统正 常工 作 。 2 ． 3 ． 2因轧机在轧制工作 时 ， 只有平衡 缸在 工 作 ， 而其他 执行 机 构 都不 在工 作 状 态 ， 系 统 主 要 由 泵 、 阀产生热量 ， 经计 算其产 生 的热量 有 限 ， 因此 考 虑到此原 因， 在设计液 压站冷却 系统 时 ， 只采用 在 回 油管 路上设 置冷却 器 ， 不再设计 自循环冷却 系统 ， 另 在 系统 中设 置加热器 ， 用来对 油温进行控制 。 2 ． 3 ． 3因轧机 在轧 制工 作 时只有 液压 平 衡缸 在工作 ， 故在泵站系统工作设计 中 ， 管路上设置压力 继 电器 ， 对系统 上 的溢 流 阀进 行控 制。 当系统 压力 升至 1 3 MP a时 ， 继 电器 1 控制 电磁溢流 阀动作 ， 使泵 在低压状态下打循 环 ， 系统 压力 完全 由蓄 能器 进行 控制 。当系统压力 低 于 1 0 MP a时 ， 继 电器 2控 制 电 磁溢 流阀动作 ， 液压 泵给 系统 打压。这 样 既保证 了 系统压力 ， 又避 免了液压泵 在高压下持续工作 ， 因此 既维护了泵 又有效 降低 电耗 。 3 改 造效 果 3 ． 1 系统在设计技术方面 ， 完全适 用于先进 的 高刚度轧机的使用 要求 ， 在相似 类型 轧机 的液压 系 统的设计方面 ， 具有 国内先进技术 的水平 ， 并有 系统 设计简洁 、 系统 易于操 作和进行 故 障诊 断及 维护 等 优点。 3 ． 2系统在投入运行后 ， 既保 证了轧机在工 作 时运行稳定 ， 又保 证 了轧机换辊时工作可靠 ， 换辊操 作快捷 、 方便。设备 的作业率有 了大幅提 高 ， 同时降 低 了设备故障率 ， 缩短 了换辊操 作及系统 故 障造成 的热停工时 ， 并 降低 了轧钢工的劳动强度 。 3 ． 3 经济效果 明显 ， 与北钢院设计 的系统相 比 较 ， 仅系统 的购置 费用就 节约 了 l 5万 多元 ， 在 提 高 设备作业率 ， 缩短换 辊 时间而降低 了热停 工 时等方 面创造的客观经济效益更为可观 。 51 维普资讯