液压同步控制及其在连铸车间中间罐车上的应用.doc

1、液压同步控制及其在连铸车间中间罐车上的应用摘要：简单介绍了液压同步控制的概况，以及常见的几种连铸车间中间罐车液压同步回路的控制方式，并对这几种控制方式的特点做一些简单说明 关键词：液压同步中间罐车应用 Hydraulic synchronization Control and The Application on Intermediate tank in Continuous casting workshop Cheng Jie （Beris Engineering and research corporation， Qingdao 266555） ABSTRACT:Describe the

2、general situation of Hydraulic synchronization Control and several frequently-used Hydraulic schematic on Intermediate tank car in Continuous casting workshop. And explained the characteristic for those control Keywords：Hydraulic synchronizationIntermediate tank carApplication 中图分类号：V233.91 文献标识码： A

3、 文章编号： 1、前言 中间罐是连铸工艺流程中，位于钢包和结晶器之间的设备，它是承接钢包内的钢水再将钢水分配给结晶器的中间储存器。而中间罐车是连铸机中结构比较复杂的大型关键设备，主要用来运载中间罐，在烘烤与浇铸位置之间运行。按工艺要求, 中间罐车应具有走行、对中、升降等功能。目前常见的中间罐车设计中，中间罐车采用高低轨式，小车走行靠电机驱动，中间罐对中和升降靠液压驱动，其中升降是将中间罐升起，使浸入式水口离开结晶器盖面 50 mm 处或下降至浇钢位置，升降动作多采用 4 个同步液压缸来完成，液压缸同步与否, 不但直接影响连铸机的作业率, 还影响操作工人的人身安全, 因此中间罐车同步升降装置是中

4、间罐上升、下降的关键机构。本文作者结合唐钢小方坯连铸机中间罐车的设计及现场调试、使用情况, 详细介绍了目前国内常见的几种中间罐车升降液压同步控制回路的设计, 并比较了各方面优缺点。 2、技术参数及工作原理 2.1 中间罐车主要技术参数 中间罐水口流数：6 流； 间距: 1400mm 罐车自重：21 吨；承载能力：80 吨 轨距：3545mm； 高低轨落差：2570mm 走行电机功率：2 x 7.5Kw 系统工作压力：180 ? 200 bar 横移液压缸：2 - 63 / 45x100 升降液压缸：4 - 125 / 90 x 300（升降速度：25 mm/s） 2.2 液压同步简述 液压同步

5、是指多个相同规格的液压执行机构(如液压缸)，在相同时间内运动，保持相同的位移。对于同缸径与杆径的液压缸而言，要实现其运动速度相同，理论上只要控制进出每个液压缸的流量使其保持一致，就可以实现液压缸同步运行的目的。但在实际运用中，尽管液压缸的规格参数等均相等，但是受设备的制造误差、安装精度、设备运动中所受负载不均衡等诸多因数影响；并且由于液压缸内泄漏不同，管路安装时也不能做到长度完全一致，这些因数的积累和叠加使得液压缸不能同步动作。同步回路的作用就是为了克服这些影响，补偿它们在流量上所造成的变化。从而将同步动作的油缸控制在一定范围内，保证设备的工况要求。 2.3 常见的中间罐车液压同步设计回路 2

6、.3.1 调速阀液压同步回路 唐钢小方坯连铸机中间罐车升降液压系统即采用本回路，原理图如（图一）所示： 借助于调节流量控制阀(1)的调节原件，调定 4 个阀出口流量大致相当，从而控制液压缸升降同步，并且由于阀体结构的特别设置，可以保持节流口通过流量为常数，且不受温度和压力影响。罐车上升时，换向阀电磁铁 2b 得电，高压油通过换向阀进入到这 4 个流量控制阀，经过调节的流量阀输出基本相同的流量驱动液压缸同步上升，若同步误差超出允许范围时，行程较小的液压缸末端的位置传感器输出反馈信号到 PLC系统，对应的电磁阀(3)得电，输入小流量的液压油驱动液压缸运动，达到同步误差要求。电磁阀 3 出口0.8m

7、m 阻尼孔用来保证小流量的液压油输入。罐车下降时流量同样通过流量控制阀保证 4 个液压缸同步下降，保证罐车安全。回路设计时，在液压缸的缸身上设置一安全阀块，由一溢流阀和一单向减压阀组成，溢流阀限制上升时系统压力，防止压力过高损坏设备，减压阀用来设定罐车下降时的工作压力，保证罐车平稳下降，减少冲击。 目前国内中间罐车液压同步控制绝大多数都采用该种回路设计，主要原因是精度可以满足使用要求，且前期投资比较少，后期维护简单。作者为唐钢小方坯连铸机中间罐车设计的液压系统即采用这种同步回路，自 2012 年投入生产以来，设备运行良好。 图（一）调速阀液压同步回路 2.3.2 液压同步马达回路 同步马达又称

8、分流马达，是由加工精度较高、尺寸相同的若干个液压马达组成。由于每个马达具有相同的尺寸，再加上几个马达同轴驱动,理论上每个液压马达输出相同的流量, 再采用相同截面积的液压执行器，使得液压执行器的速度实现同步。中间罐车同步马达回路（图二）常采用柱塞式同步马达，控制精度理论上可达到 0.5-1%，同步马达马达属于高速类元件，在低速时容易产生爬行和内泄漏，排量精度对最小流量有一定的要求，系统设计时需要根据油缸速度进行流量计算以选择合适的型号。 柱塞式同步马达因此加工精度高、密封性能好、同步精度高等优点在中间罐车同步回路中也到了一定的应用，但是在使用时需要注意几点：1、柱塞式马达必须接外泄漏管，而且外泄

9、漏管必须保证同步马达壳体内始终充满油液。2、同步马达的内部压力损失比较大，且在系统回路回油管上必须有 0.30.5MPa 的背压，防止马达吸空。3、轴向柱塞马达因为制造精度较高，对污染比较敏感，所以要求回路中设置良好的过滤。4、使用中可通过电磁铁延时等措施消除马达的累积误差，达到控制同步要求。 2.3.3 高频响比例阀控制回路 高频响比例阀控制回路（图三）控制原理为：在四个高频响比例阀线性范围内输入相同的电信号, 通过比例阀内置放大器转换，理论上可以输出相同的流量, 从而控制液压缸升降同步; 若同步误差过大, 通过液压缸上的位置传感器将误差反馈到高频响比例阀，调节比例阀电信号输入大小, 达到同步误差设计要求。高频响比例阀配合液压缸位置传感器的同步控制回路精度非常高，位置精度可达 0.5mm 甚至更高，能够时刻保持同步，完全可以满足中间罐车同步工艺要求，但是投资成本高并且控制方式比较复杂，后期维护成本也比较高。 3、结论 以上三种同步回路为中间罐车运用较多的控制方式，在选择回路时，可根据使用要求、控制精度、投资成本等因素，综合考虑选用适当的同步控制方式来满足工艺要求，做到安全可靠、经济实用。 参考文献 1 杨力 板坯连铸机液压系统中的液压同步回路分析科技经济市场 2010(7) 2张文彬中间罐车升降液压同步设计 液压与气动 2009(8)