張 力

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心， 山西 太原 030024）

引言

冷床是無(wú)縫鋼管生產(chǎn)線的主要設(shè)備之一，通常位于定（減）徑機(jī)與預(yù)精整設(shè)備之間，主要功能為鋼管的輸送和旋轉(zhuǎn)冷卻，由三大部分組成，即冷床上料裝置即入口受料槽、鋸齒型冷床本體、冷床下料裝置及輸出輥道。

1 入口受料槽升降裝置結(jié)構(gòu)

如圖1所示，入口受料槽位于冷床的入口側(cè)，將經(jīng)過(guò)定（減）徑機(jī)定（減）徑后的鋼管輸送入冷床本體。通過(guò)升降裝置的驅(qū)動(dòng)，入口受料槽完成兩個(gè)動(dòng)作，下降受料和上升送料。

圖1 冷床區(qū)布置簡(jiǎn)圖

升降裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，液壓缸通過(guò)連桿、連桿來(lái)驅(qū)動(dòng)輥?zhàn)拥纳?，進(jìn)而推動(dòng)托管架完成升降動(dòng)作。具體動(dòng)作過(guò)程如圖3所示，液壓缸活塞桿縮回時(shí)，托管架下降到最低位，接受輥道輸送來(lái)的鋼管。液壓缸活塞桿伸出時(shí)，托管架上升到最高位，將鋼管推送入冷床本體。

圖2 受料槽升降裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)圖

圖3 受料槽升降裝置機(jī)械結(jié)構(gòu)側(cè)視圖

入口受料槽總長(zhǎng)約90 m，分為兩段，第一段包含三組升降裝置，第二段包含兩組升降裝置。第一段的三個(gè)液壓缸和第二段的兩個(gè)液壓缸分別通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)建立剛性的運(yùn)動(dòng)聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)同步動(dòng)作。兩段受料槽之間有一個(gè)離合裝置，當(dāng)生產(chǎn)長(zhǎng)管時(shí)，離合裝置將兩段受料槽剛性連接成為一個(gè)整體受料槽，整體動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)單排布料；當(dāng)生產(chǎn)短管時(shí)，離合裝置將兩段受料槽分開(kāi)，可分別動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)雙排布料。

2 升降裝置液壓缸液壓控制回路

入口受料槽升降裝置的液壓缸的控制回路如下頁(yè)圖4所示：5組回路原理相同，均由電磁換向閥、疊加式液控單向閥和疊加式雙單向節(jié)流閥組成。電磁換向閥的電磁鐵b得電時(shí)，液控單向閥開(kāi)啟，液壓缸活塞桿伸出，冷床受料槽上升；電磁換向閥的電磁鐵a得電時(shí)，液控單向閥開(kāi)啟，液壓缸活塞桿縮回，冷床受料槽下降；兩側(cè)電磁鐵都不得電時(shí)，液控單向閥關(guān)閉，液壓缸保持靜止。雙單向節(jié)流閥的功能是控制工作油口的流量。

此控制回路通過(guò)單向節(jié)流閥來(lái)調(diào)節(jié)流量，達(dá)到液壓缸近似的速度同步，其缺點(diǎn)是同步精度受油溫和負(fù)載的影響較大，且各個(gè)液壓缸分開(kāi)單獨(dú)控制也不能保證同步動(dòng)作。雖然各個(gè)液壓缸通過(guò)連接桿剛性連接在一起，但是如果不能?chē)?yán)格保證液壓缸同步動(dòng)作，動(dòng)作慢的液壓缸對(duì)動(dòng)作快的液壓缸提供反作用的負(fù)載，使得機(jī)械同步的長(zhǎng)連接桿出現(xiàn)不同步的卡阻點(diǎn)，導(dǎo)致托管架高低不平造成偏載，偏載嚴(yán)重時(shí)還會(huì)導(dǎo)致液壓缸活塞桿卡滯或連接桿斷裂，無(wú)法正常升降，影響正常生產(chǎn)的進(jìn)行。

圖4 升降裝置液壓缸控制回路

3 液壓控制回路改進(jìn)措施

為克服現(xiàn)有的控制方式的缺點(diǎn)，進(jìn)行了如下的改進(jìn)：

如圖5所示，第一段受料槽的三個(gè)液壓缸和第二段的兩個(gè)液壓缸各自由一組控制回路控制，工作過(guò)程為：

1）當(dāng)需要一段受料槽單獨(dú)動(dòng)作時(shí)，電液換向閥3或4的電磁鐵b得電，液控單向閥1或2開(kāi)啟，液壓缸活塞桿同時(shí)伸出，冷床入口受料槽上升；電液換向閥3或4的電磁鐵a得電，則液壓缸活塞桿同時(shí)縮回，冷床入口受料槽下降；兩側(cè)電磁鐵都不得電時(shí)，液壓缸靜止不動(dòng)。電磁換向閥的電磁鐵不得電。

2）當(dāng)兩段受料槽由離合裝置剛性連接成為一個(gè)整體，整體動(dòng)作時(shí)，電液換向閥3和4的電磁鐵同時(shí)得電，液控單向閥1和2開(kāi)啟，所有液壓缸活塞桿同時(shí)伸出，冷床入口受料槽上升；電液換向閥3和4的電磁鐵a得電，則所有液壓缸活塞桿同時(shí)縮回，冷床入口受料槽下降；兩側(cè)電磁鐵都不得電時(shí)，液壓缸靜止不動(dòng)。在兩組方向閥的P口之前各串聯(lián)一個(gè)油溫補(bǔ)償?shù)牧髁靠刂崎y5和6，用來(lái)精準(zhǔn)調(diào)節(jié)流量。電磁換向閥的作用是當(dāng)兩段受料槽整體動(dòng)作時(shí)，電磁換向閥的電磁鐵a得電，連通兩組液壓缸的壓力油側(cè)以及實(shí)現(xiàn)流量自動(dòng)分配，防止出現(xiàn)偏載情況。

圖5 改進(jìn)后的升降裝置液壓缸控制回路

4 結(jié)論

1）同一段受料槽的幾個(gè)液壓缸由一組閥統(tǒng)一控制，保證一段受料槽單獨(dú)動(dòng)作時(shí)，幾個(gè)液壓缸可以保證快速并同時(shí)動(dòng)作。

2）兩段受料槽連接在一起工作時(shí)，可確保5個(gè)液壓缸流量自動(dòng)分配，實(shí)現(xiàn)受力與速度的平衡，確保同步升降，避免出現(xiàn)液壓缸卡滯和連接桿斷裂的現(xiàn)象。

3）改進(jìn)后的回路已應(yīng)用于山東某鋼廠連軋管機(jī)組項(xiàng)目中，并取得良好效果。