平整线卷取机卷筒涨缩油缸液压控制改进.pdf

２０１６ 年 ２ 月 第 ４４ 卷 第 ４ 期 机床与液压 ＭＡＣＨＩＮＥ ＴＯＯＬ ＆ ＨＹＤＲＡＵＬＩＣＳ Ｆｅｂ􀆱 ２０１６ Ｖｏｌ􀆱 ４４ Ｎｏ􀆱 ４ ＤＯＩ１０．３９６９／ ｊ􀆱 ｉｓｓｎ􀆱 １００１－３８８１􀆱 ２０１６􀆱 ０４􀆱 ０５１ 收稿日期 ２０１４－１２－１７ 作者简介 杨翠英 （１９７２）， 女， 工程硕士， 副教授， 主要从事机电一体化的教学工作。 Ｅ－ｍａｉｌ ｓｅｍｉｙｃｙ＠ １２６􀆱 ｃｏｍ。 平整线卷取机卷筒涨缩油缸液压控制改进 杨翠英 （四川机电职业技术学院机械工程系， 四川攀枝花 ６１７０００） 摘要 钢材市场竞争日益加剧， 用户对产品质量要求也越来越高， 除了要求产品具有较高性能、 尺寸、 板型精度外， 对钢卷的卷形质量、 表面质量等也提出了较高的要求。 主要针对平整机组卷取机卷筒涨缩油缸液压控制回路存在的缺陷进 行分析与改进， 从而提高设备运行精度， 保证带钢表面质量， 增加产品竞争力。 关键词 热轧； 液压控制回路； 改进 中图分类号 ＴＧ３３３􀆱 ２ 文献标志码 Ｂ 文章编号 １００１－３８８１ （２０１６） ４－１５９－２ 某热轧厂平整机组由重院设计、 陕西压延设备制 造厂制造。 该机组年平整和分卷能力为 ８０ 万吨， 其 中平整、 分卷各占 ５０％。 机组采用了先进和适用的 技术和装备。 平整机组的主要功能是在常温下对热轧 后的碳素钢及低合金钢卷进行平整， 以提高板材表面 质量和板形及改善机械性能， 也可以作为钢卷分切线 使用。 主要针对平整机组卷取机卷筒涨缩油缸液压控 制回路存在的缺陷进行分析与改进， 从而提高设备运 行精度， 保证带钢表面质量， 增加产品竞争力。 １ 卷筒涨缩油缸液压控制原理 １􀆱 １ 涨缩油缸原液压控制回路图 涨缩油缸原液压控制回路图见图 １。 图 １ 涨缩油缸原液压控制回路 １􀆱 ２ 涨缩油缸液压控制原理 系统输出压力为 １６ ＭＰａ， 涨缩油缸设计的工作 压力为 ８～１０ ＭＰａ， 涨缩油缸型号 ϕ３５０⁃ϕ１２０⁃９０ ｍｍ， 卷筒涨缩范围为 ϕ７２２～ϕ７６２ ｍｍ， 需要涨缩油缸的工 作行程为 ８４ ｍｍ， 涨缩油缸多余的 ６ ｍｍ 行程设计为 消除卷筒机械磨损后的补偿行程。 卷筒正常情况下处 于缩径位置。 ２ 涨缩油缸液压控制回路存在的缺陷分析 ２􀆱 １ 涨缩油缸工作压力不符合设计工作压力要求 从液压控制回路图得知， 由于回路内无减压装 置， 油缸工作时的压力为系统压力 １６ ＭＰａ， 与油缸 设计工作压力 ８～１０ ＭＰａ 不符合。 ２􀆱 ２ 涨缩油缸动作行程无法控制 从液压控制回路图得知， 由于使用的是两位四通 电磁换向阀， 油路处于长通状态， 油缸工作时只有 ２ 个位置， 油缸不能准确停在需要的位置。 油缸一直处 于受力状态， 导致油缸、 卷筒拉杆容易损坏。 ２􀆱 ３ 卷筒涨缩范围无法控制 由于卷筒自身涨缩机构无定位装置， 卷筒涨缩范 围靠油缸行程保证， 油缸工作时只有 ２ 个位置， 油缸 行程为 ９０ ｍｍ， 实际工作要求油缸行程为 ８４ ｍｍ 来保 证卷筒涨缩范围为 ϕ７２２～ ϕ７６２ ｍｍ， 多余的 ６ ｍｍ 行 程使卷筒超出涨缩范围。 ３ 改进后卷筒涨缩油缸液压控制原理 ３􀆱 １ 涨缩油缸新液压控制回路图 涨缩油缸新液压控制回路图见图 ２。 图 ２ 涨缩油缸新液压控制回路 ３􀆱 ２ 涨缩油缸新液压控制原理 回路进油压力由减压阀控制在 １０ ＭＰａ 以内， 三 位四通电磁换向阀和液控单向阀控制油缸在任意位置 工作， 压力继电器控制油缸的工作压力为 ８ ＭＰａ， 并 控制三位四通电磁换向阀得失电。 ４ 涨缩油缸液压控制回路改进分析探讨 ４􀆱 １ 涨缩油缸压力达到设计压力要求 从液压控制回路图得知， 回路压力由新增减压阀 控制在 １０ ＭＰａ 以内， 压力继电器控制油缸的工作压 力为 ８ ＭＰａ， 使油缸工作时受力较小， 不易损坏。 ４􀆱 ２ 涨缩油缸动作行程得到控制 从液压控制回路图得知， 将原回路中的两位四通 电磁换向阀改进为三位四通电磁换向阀， 可以使油缸 在任意位置工作； 新增的液控单向阀和压力继电器保 证油缸工作位置和压力不变。 ４􀆱 ３ 卷筒涨缩范围得到控制 油缸和卷筒是刚性连接， 装配时油缸活塞杆处于 缩径位置， 卷筒处于最小缩径位置 （ϕ７２２ ｍｍ）， 在 油缸涨径控制程序上设计时间控制程序， 使三位四通 电磁换向阀电磁阀 ａ 得电时间控制在 １􀆱 ５～２􀆱 ５ ｓ 之间 （需要现场调试）， 然后电磁阀 ａ 失电， 用时间控制 油缸的进油量， 通过液控单向阀的自锁， 使油缸的工 作行程为 ８４ ｍｍ， 满足卷筒涨缩范围为 ϕ７２２ ～ ϕ７６２ ｍｍ 的要求。 ５ 结束语 分析卷筒涨缩油缸在生产过程中由于设计原因造 成油缸、 卷筒拉杆损坏， 卷筒涨缩范围得不到控制等 缺陷产生过程， 产生因素， 以及造成多种形式的故障 缺陷， 针对设备存在的设计缺陷和缺陷产生的原因， 提出符合设备需求的整改措施， 保证设备运行精度， 满足带钢表面质量要求， 提高该厂产品竞争力。 参考文献 ［１］ 朱新才．液压传动于与控制［Ｍ］．重庆重庆大学出版 社，１９９６． ［２］ 张超武．机械工程师手册流体机械［Ｍ］．北京机械工业 出版社，２００７． （上接第 １３８ 页） 一种实时测量焊缝关键点位移变形的方法。 实验结果 表明， 此方法可以在线实时全程测量焊缝关键点的位 移变形规律。 在焊接过程和冷却过程中， 板料中间变 形量大于两端变形量， 呈现凸起状， 随着冷却时间的 增长， 板料中间处逐渐向初始状态恢复， Ｘ 向的两端 慢慢上翘， 接着 Ｙ 向的两端也随之上翘， 冷却后最终 形成马鞍状； Ｚ 向位移变形量在整个焊接过程中起主 导作用， 而 Ｘ、 Ｙ 向变形位移量较小。 此方法对揭示 了焊缝处焊接及冷却过程的变形规律， 对焊接变形的 建模模拟理论方法的提出起到验证作用， 对研究焊接 变形机制有重要的指导意义。 应用数字图像相关法解 决了目前无法实时非接触测量超大变形应变量的问 题， 特别是高温环境下的材料变形测量， 对高温材料 的力学性能研究有重要的意义。 参考文献 ［１］ 刘琎聪．船舶制造中间产品焊接精益作业体系研究及应 用［Ｄ］．重庆重庆大学，２０１３． ［２］ ＨＡＳＥＮＳＴＡＢ Ｊ，墨德尚．钢结构焊接技术的新变化［Ｊ］． 现代焊接，２０１４（４）２６－２８． ［３］ ＤＥＮＧ Ｄ，ＬＩＡＮＧ Ｗ，ＭＵＲＡＫＡＷＡ Ｈ． Ｄｅｔｅｒｍｉｎａｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｄｅｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｉｎ Ｆｉｌｌｅｔ⁃ｗｅｌｄｅｄ Ｊｏｉｎｔ ｂｙ Ｍｅａｎｓ ｏｆ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ ａｎｄ Ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ ｗｉｔｈ Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔｓ［Ｊ］． Ｊ Ｍａｔｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００７，１８３ ２１９－２２５． ［４］ ＡＫＢＡＲＩＭＯＵＳＡＶＩ Ｓ Ａ Ａ，ＭＩＲＥＳＭＡＥＩＬＩ Ｒ．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ ａｎｄ Ｎｕｍｅｒｉｃａｌ Ａｎａｌｙｓｅｓ ｏｆ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｓｔｒｅｓｓ Ｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｓ ｉｎ ＴＩＧ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｐｒｏｃｅｓｓ ｆｏｒ ３０４ Ｌ Ｓｔａｉｎｌｅｓｓ Ｓｔｅｅｌ［Ｊ］．Ｊ Ｍａｔｅｒ Ｐｒｏｃｅｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌ，２００８，２０８３８３－３９４． ［５］ ＤＥＮＧ Ｄ．ＦＥＭ Ｐｒｅｄｉｃｔｉｏｎ ｏｆ Ｗｅｌｄｉｎｇ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｓｔｒｅｓｓ ａｎｄ Ｄｉｓｔｏｒｔｉｏｎ ｉｎ Ｃａｒｂｏｎ Ｓｔｅｅｌ Ｃｏｎｓｉｄｅｒｉｎｇ Ｐｈａｓｅ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍａ⁃ ｔｉｏｎ Ｅｆｆｅｃｔｓ［Ｊ］．Ｍａｔｅｒ Ｄｅｓ，２００９，３０３５９－３６６． ［６］ ＺＨＵ Ｊ Ｇ，ＸＩＥ Ｈ Ｍ，ＬＩ Ｙ Ｊ，ｅｔ ａｌ．Ｉｎｔｅｒｆａｃｉａｌ Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｓｔｒｅｓｓ Ａｎａｌｙｓｉｓ ｏｆ Ｔｈｅｒｍａｌ Ｓｐｒａｙ Ｃｏａｔｉｎｇｓ ｂｙ Ｍｉｎｉａｔｕｒｅ Ｒｉｎｇ⁃ｃｏｒｅ Ｃｕｔｔｉｎｇ Ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ＤＩＣ Ｍｅｔｈｏｄ［Ｊ］．Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｍｅ⁃ ｃｈａｎｉｃｓ，２０１４（５４）１２７－１３６． ［７］ ＢＡＬＤＩ Ａ．Ｒｅｓｉｄｕａｌ Ｓｔｒｅｓｓ Ｍｅａｓｕｒｅｍｅｎｔ Ｕｓｉｎｇ Ｈｏｌｅ Ｄｒｉｌｌｉｎｇ ａｎｄ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｉｍａｇｅ Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ Ｔｅｃｈｎｉｑｕｅｓ［Ｊ］． Ｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔａｌ Ｍｅｃｈａｎｉｃｓ，２０１４（５４）３７９－３９１． ［８］ 赵鸽．船体平面分段焊接变形及其矫正［Ｄ］．大连大连 理工大学，２０１３． ［９］ 武斌．变电站钢管结构加工焊接工艺及变形控制［Ｊ］．中 国新技术新产品，２０１１（３）１１９－１２０． ０６１机床与液压第 ４４ 卷