商 林，梅明友

韶關(guān)鋼鐵集團(tuán)公司鋼軋指揮部，廣東 韶關(guān) 512000

0 引言

液壓同步回路其功能在于使多個(gè)不同的執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有相同的速度或轉(zhuǎn)速。但是往往由于每個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)之間存在各種差異，如執(zhí)行機(jī)構(gòu)的負(fù)載、液壓管路長(zhǎng)短以及油缸及液壓閥存在加工誤差、工作泄露等因素，使執(zhí)行機(jī)構(gòu)很難達(dá)到同步。采用液壓同步控制回路的目的就是克服這些因素，使多個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)具有相同的速度或轉(zhuǎn)速。

韶鋼八機(jī)八流方坯連鑄車(chē)間于2011年4月熱試投產(chǎn)，該連鑄機(jī)液壓系統(tǒng)主要元件采用進(jìn)口力士樂(lè)與國(guó)內(nèi)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。液壓同步控制系統(tǒng)主要體現(xiàn)在中間罐車(chē)升降和翻轉(zhuǎn)冷床升降與橫移。韶鋼八機(jī)八流連鑄機(jī)根據(jù)工藝要求的不同選用不同的液壓同步回路。

1 中間罐車(chē)升降液壓同步回路

中間罐在連鑄過(guò)程中承接鋼水實(shí)現(xiàn)分流開(kāi)澆，中間罐車(chē)承載中間罐使其具有升降和橫移微調(diào)功能。中間罐車(chē)負(fù)載較大、液態(tài)鋼水具有不可控性，同時(shí)工作溫度較高。中間罐的升降同步直接影響鑄機(jī)澆鑄節(jié)奏，避免出現(xiàn)漏鋼事故，從而有效保證了操作人員的人生安全。為了保證中間罐車(chē)升降的同步性及平穩(wěn)性，韶鋼八機(jī)八流連鑄機(jī)中間罐采用四油缸外置式位移傳感器同步升降模式。

同步原理如圖1：

圖1 位移傳感器液壓同步

中間罐因生產(chǎn)工藝要求，四個(gè)液壓缸在升降過(guò)程中具有完全相同的速度保證中間罐的水平。如果存在偏差，4個(gè)液壓缸將出現(xiàn)負(fù)載不均勻，負(fù)載的變化將會(huì)加大油缸運(yùn)行速度偏差，從而使中間罐傾斜無(wú)法滿(mǎn)足連鑄工藝要求。中間罐上升由液壓系統(tǒng)均衡頂升，中間罐下降主要通過(guò)重力。升降油缸分別由四個(gè)中位機(jī)能為“Y”型的三位四通電磁換向閥控制，在上升過(guò)程中P口與無(wú)桿腔油路接通向油缸供油，下降過(guò)程中P口與液控單向閥相連打開(kāi)單向閥，使無(wú)桿腔控制油回到油箱。4個(gè)液壓缸安裝傳感器用來(lái)適時(shí)檢測(cè)每個(gè)油缸的伸縮量，當(dāng)檢測(cè)伸縮量差距較大時(shí)，說(shuō)明某一路油缸存在供油量跟不上，調(diào)整油路將得電通過(guò)調(diào)速閥對(duì)四個(gè)主液壓缸進(jìn)行補(bǔ)油操作，彌補(bǔ)油量不足現(xiàn)象。從而達(dá)到四缸平衡的目的。同時(shí)每個(gè)油缸上升油路設(shè)有液控單向閥，可以有效防止在上升過(guò)程中出現(xiàn)某一路爆管，中間罐突然下滑出現(xiàn)事故。

2 翻轉(zhuǎn)冷床上升和橫移液壓同步回路

韶鋼八機(jī)八流連鑄機(jī)主要產(chǎn)品為170×170方坯，冷床的步進(jìn)功能主要通過(guò)升降和橫移來(lái)實(shí)現(xiàn)，升降與橫移由液壓系統(tǒng)提供動(dòng)力。液壓系統(tǒng)回路設(shè)計(jì)中，不但考慮到液壓同步性，同時(shí)還需注意強(qiáng)烈的液壓沖擊。比例閥換向閥的選用可以消除液壓沖擊，同時(shí)滿(mǎn)行程油缸設(shè)計(jì)消除同步誤差的積累。因升降和橫移的工藝要求不同，液壓同步回路控制方式則不相同。冷床升降采用集流調(diào)速閥方式來(lái)控制執(zhí)行油缸同步，冷床的橫移則采用同步馬達(dá)控制執(zhí)行油缸同步。

圖2 冷床橫移同步

圖3 冷床升降同步

冷床橫移的同步性直接影響熱坯彎曲度。冷床橫移同步采用比例閥加裝同步馬達(dá)方式。比例閥油量的線性控制消除了油缸在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生沖擊。而同步馬達(dá)則保證了同步精度。同步馬達(dá)的工作原理是由相同的加工精度、結(jié)構(gòu)尺寸工作腔通過(guò)剛性連接，達(dá)到輸出相同的流量實(shí)現(xiàn)同步功能。同步馬達(dá)選用加工精度較高、質(zhì)量較好德國(guó)進(jìn)口的柱塞式馬達(dá)，保證了它具有較高的同步效果。該種馬達(dá)同步精度可以達(dá)到0.5%～1.0%。由圖2可以看出，該同步馬達(dá)的設(shè)計(jì)上，每一條支路上均設(shè)置了溢流閥6和單向閥5，這些閥組的設(shè)計(jì)主要消除馬達(dá)工作腔的過(guò)壓與吸空現(xiàn)象，對(duì)同步馬達(dá)同步精度起到至關(guān)重要的作用。由于負(fù)載、閥體加工精度以及油路的長(zhǎng)度等因素使同步馬達(dá)工作腔之間存在先后誤差。同步馬達(dá)具有增壓功能，先到達(dá)終點(diǎn)的工作腔將會(huì)超壓，溢流閥6進(jìn)行泄壓保護(hù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)安全。而單向閥5和溢流閥則相反，防止工作腔吸空而需要進(jìn)行補(bǔ)油操作更好保證了系統(tǒng)的同步。

而在冷床升降過(guò)程中，油缸負(fù)載相比橫移則大的多，同時(shí)因連鑄坯數(shù)量分布情況不同，負(fù)載往往出現(xiàn)不均衡現(xiàn)象。同時(shí)對(duì)熱連鑄坯彎曲的影響較小。韶鋼八機(jī)八流小方坯冷床的升降同步方式則采用比例閥加調(diào)速閥控制。由圖3可以看出，在較大負(fù)載的情況下，比例閥控制4個(gè)油缸消除了因換向產(chǎn)生的巨大液壓沖擊，同時(shí)對(duì)同步精度有一定的保障。4個(gè)升降油缸底部均設(shè)置一個(gè)調(diào)速閥，控制油缸的流量相等更好的保證同步精度。在日常維護(hù)過(guò)程中，如某種原因?qū)е履骋粋€(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)和整體不同步，只需對(duì)該調(diào)速閥進(jìn)行簡(jiǎn)易節(jié)流孔調(diào)節(jié)即可滿(mǎn)足要求。同時(shí)液壓系統(tǒng)液壓缸采用全行程運(yùn)行方式設(shè)計(jì)，同時(shí)采取延時(shí)操作，這樣保證了在每一步的操作完成時(shí)，對(duì)四個(gè)油缸的同步性進(jìn)行一次調(diào)整消除該次誤差，避免了多次誤差的疊加，更好的實(shí)現(xiàn)了冷床升降的同步性。

3 結(jié)論

現(xiàn)代連鑄工藝設(shè)備中運(yùn)用到的液壓同步回路越來(lái)越多，不同的工藝要求則會(huì)選擇不同的液壓同步控制回路。選擇液壓同步控制回路的原則是根據(jù)設(shè)備工藝對(duì)同步精度要求而進(jìn)行選擇，每種液壓同步回路都存在自身優(yōu)點(diǎn)和缺點(diǎn)，這需要我們根據(jù)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的工況環(huán)境和工藝要求進(jìn)行認(rèn)真分析，從而選擇合理的液壓同步控制回路。

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