專(zhuān)利名稱(chēng)：水壓試管機(jī)中鋼管夾緊裝置的液壓控制系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于軋鋼機(jī)械的液壓控制系統(tǒng)，特別涉及到大口徑直縫埋弧焊接鋼 管水壓試管機(jī)中夾緊裝置的液壓控制。
背景技術(shù)：
水壓試管機(jī)試壓時(shí)，提升裝置將待試壓鋼管托起至試壓中心線位置，由帶 密封的前后壓頭將鋼管壓緊。此時(shí)位于鋼管中部的夾緊裝置需夾緊鋼管，即上 夾緊液壓缸活塞桿向下伸出，下夾緊液壓缸活塞桿向上伸出，由兩液壓缸活塞
桿頭部所安裝的v型夾具將鋼管夾緊。鋼管被夾緊后，提升裝置下降復(fù)位。鋼
管中開(kāi)始充入低壓水，同時(shí)排氣閥排氣；待低壓水充滿(mǎn)鋼管，排氣完成后，將 鋼管內(nèi)水壓增壓至試驗(yàn)壓力，并保壓。鋼管試壓完畢，提升裝置升起托住鋼管， 夾緊裝置松開(kāi)，上夾緊液壓缸活塞桿縮回至上位，下夾緊液壓缸活塞桿縮回至 下位。鋼管內(nèi)水壓卸壓，前后壓頭后退復(fù)位，提升裝置下降復(fù)位，鋼管被放至 橫移裝置上，完成鋼管試壓。
由于鋼管試壓過(guò)程中，鋼管中壓力很高，有的高達(dá)50MPa，如果沒(méi)有夾緊 裝置的保護(hù)，前后壓頭事故松動(dòng)時(shí)，鋼管會(huì)脫離試壓工位，發(fā)生事故。夾緊裝 置在試壓過(guò)程中起到了非常重要的安全保護(hù)作用。
現(xiàn)行水壓試管機(jī)中鋼管夾緊裝置如圖1所示
所述夾緊裝置由上夾緊液壓缸1、下夾緊液壓缸2、 V型上夾具3和V型
下夾具4、上橫梁5、基礎(chǔ)6等主要部件組成。上夾緊液壓缸1固定在上橫梁
5上，下夾緊液壓缸2固定在基礎(chǔ)6上。
現(xiàn)行水壓試管機(jī)中鋼管夾緊裝置的液壓控制原理如圖2所示 上夾緊液壓缸l，其活塞桿頭部安裝有上夾具3，按照常規(guī)連接方式，由
I號(hào)單向節(jié)流閥7、 I號(hào)電磁換向閥9、 I號(hào)減壓閥ll及液壓油管形成液壓控
制回路。
下夾緊液壓缸2，其活塞桿頭部安裝有下夾具4，按照常規(guī)連接方式，由
壓力繼電器i3、 n號(hào)單向節(jié)流閥8、 n號(hào)電磁換向閥io、 n號(hào)減壓閥i2及液壓油管形成液壓控制回路。 工作原理如下
分別調(diào)整I號(hào)減壓閥11和II號(hào)減壓閥12的出口壓力，使其滿(mǎn)足夾緊要求; 分別調(diào)整I號(hào)單向節(jié)流閥7和II號(hào)單向節(jié)流閥8的開(kāi)口度，以控制夾緊液壓缸 1和2的運(yùn)行速度。夾緊裝置接收到夾緊鋼管指令時(shí)，I號(hào)電磁換向閥9和11
號(hào)電磁換向閥10的電磁鐵同時(shí)得電，夾緊液壓缸1和2分別帶動(dòng)夾具3和4 向鋼管中心線方向運(yùn)行，至夾緊鋼管時(shí)，壓力繼電器13發(fā)出鋼管夾緊信號(hào)。 夾緊裝置接收到松開(kāi)鋼管指令時(shí)，I號(hào)電磁換向閥9和II號(hào)電磁換向閥10的 電磁鐵同時(shí)斷電，夾緊液壓缸1和2分別帶動(dòng)夾具3和4背離鋼管中心線運(yùn)行， 直至兩液壓缸復(fù)位，壓力繼電器13的夾緊壓力信號(hào)消失。
現(xiàn)有技術(shù)的控制原理僅有剛性?shī)A緊功能，夾緊液壓缸行程長(zhǎng)達(dá)820 mm， I 號(hào)電磁換向閥9和II號(hào)電磁換向閥IO為二位四通彈簧復(fù)位換向閥，液壓缸每 次只能運(yùn)行滿(mǎn)行程，在行程中間無(wú)停頓功能，給設(shè)備調(diào)試帶來(lái)不便且影響到生 產(chǎn)節(jié)奏；鋼管變形時(shí)液壓缸所帶V型夾具無(wú)法退讓、無(wú)壓力保護(hù)功能；鋼管變 形時(shí)引起夾緊液壓缸中油壓力的增高，使液壓缸的連接油管破裂;夾緊過(guò)程中， I號(hào)電磁換向閥9和II號(hào)電磁換向閥10的電磁鐵一直處于得電狀態(tài)，若因故 斷電，夾緊裝置將松開(kāi)試壓鋼管，可能引起事故發(fā)生。所以用戶(hù)常常閑置此夾 緊裝置而不用，失去了鋼管試壓過(guò)程中的安全保護(hù)作用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，提供一種水壓試管機(jī)中鋼管夾緊 裝置的液壓控制系統(tǒng)，具有定位準(zhǔn)確、壓力保護(hù)與壓力采集、鋼管變形液壓缸 退讓功能。確保夾緊裝置在試壓過(guò)程中起到安全保護(hù)作用，并提高了生產(chǎn)效率。
上述發(fā)明目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種水壓試管機(jī)中鋼管夾緊裝置的液壓控制系統(tǒng)，包括上夾緊液壓缸、 及其活塞桿頭部安裝的上夾具，下夾緊液壓缸、及其活塞桿頭部安裝的下夾具， 以及由包含電磁換向閥、減壓閥等閥件及液壓油管，按照常規(guī)連接方式形成的 液壓控制回路，其特征在于所述上夾緊液壓缸內(nèi)裝位移傳感器，并按照常規(guī) 連接方式，與壓力傳感器、電磁溢流閥、單向閥、減壓闊、I號(hào)液控單向閥、I號(hào)比例換向閥、電磁換向閥及液壓油管形成液壓控制回路；所述下夾緊液壓 缸內(nèi)裝位移傳感器，并按照常規(guī)連接方式，與溢流閥、II號(hào)液控單向閥、II號(hào) 比例換向閥、電磁換向閥及液壓油管形成液壓控制回路。
本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，由于夾緊裝置的上、下夾緊液壓缸中安裝的位移 傳感器與比例方向閥形成閉環(huán)控制，有效準(zhǔn)確地控制液壓缸的行程，使夾緊裝 置根據(jù)指令停處于工藝要求的任何位置;外控方式的液控單向閥在夾緊裝置調(diào) 整到位后鎖緊液壓缸，保證鋼管在此位置試壓時(shí)被可靠夾緊。下夾緊液壓缸控 制回路中的溢流閥在液壓缸退讓時(shí)起到安全保護(hù)功能。上夾緊液壓缸控制回路 中設(shè)置的壓力傳感器具有模擬輸出功能，將壓力信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)輸送給 PLC,有效地監(jiān)控了夾緊裝置的夾緊壓力，并可參與整個(gè)系統(tǒng)的工藝控制；減 壓閥用于調(diào)整夾緊裝置的夾緊壓力；電磁溢流閥用于上夾緊液壓缸的退讓?zhuān)粏?向閥承擔(dān)液壓缸退讓時(shí)的補(bǔ)油任務(wù)。
本發(fā)明的控制回路的優(yōu)點(diǎn)在于:有效控制液壓缸的行程和夾緊裝置的最大 夾緊力，提高了生產(chǎn)節(jié)奏，保證了夾緊裝置定位的準(zhǔn)確性；對(duì)試壓過(guò)程中的試 壓鋼管起到了安全保護(hù)作用。


圖l是本發(fā)明的機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖2是現(xiàn)行夾緊裝置的液壓控制原理圖3是本發(fā)明的液壓控制原理圖。
下面結(jié)合附圖通過(guò)較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
具體實(shí)施例方式
如圖3所示， 一種水壓試管機(jī)中鋼管夾緊裝置的液壓控制系統(tǒng)，主要由上 夾緊液壓缸l、及其活塞桿頭部安裝的上夾具3，下夾緊液壓缸2、及其活塞 桿頭部安裝的下夾具4，以及由包含電磁換向閥、減壓閥及液壓油管，按照常 規(guī)連接方式形成的液壓控制回路組成。所述上夾緊液壓缸1內(nèi)裝位移傳感器 15，并按照常規(guī)連接方式，與壓力傳感器14、電磁溢流閥17、單向閥24、減 壓閥23、 I號(hào)液控單向閥19、 I號(hào)比例換向閥21、 III號(hào)電磁換向閥25及液 壓油管形成液壓控制回路；所述下夾緊液壓缸2內(nèi)裝位移傳感器16，并按照常規(guī)連接方式，與溢流閥18、 n號(hào)液控單向閥20、 n號(hào)比例換向閥22、 IV號(hào) 電磁換向閥26及液壓油管形成液壓控制回路。
工作原理如下
調(diào)整減壓闊23的出口壓力，使其滿(mǎn)足夾緊要求；調(diào)整I號(hào)比例換向閥21 和II號(hào)比例換向閥22的輸入電流，控制上下夾緊液壓缸1和2的運(yùn)行速度。
夾緊裝置接收到夾緊鋼管指令時(shí)，III號(hào)電磁換向閥25和IV號(hào)電磁換向閥 26的電磁鐵得電，I號(hào)液控單向閥19和II號(hào)液控單向閥20打開(kāi)；同時(shí)給I 號(hào)比例換向閥21輸入合適的正向電流信號(hào)，II號(hào)比例換向閥22輸入合適的反 向電流信號(hào)，上下夾緊液壓缸1和2分別帶動(dòng)夾具3和4向鋼管中心線方向運(yùn)
行，至夾緊鋼管時(shí)，壓力傳感器14發(fā)出鋼管夾緊信號(hào)給plc; m號(hào)電磁換向
閥25和IV號(hào)電磁換向閥26的電磁鐵失電，I號(hào)液控單向閥19和II號(hào)液控單 向閥20閉鎖，比例換向閥輸入零位電流信號(hào)，閥處于零位狀態(tài)，夾緊裝置夾 緊鋼管。
試壓過(guò)程中，由于試壓鋼管內(nèi)試驗(yàn)壓力增高，引起鋼管變形，此時(shí)電磁溢 流閥17和溢流閥18溢流使上下夾緊液壓缸1和2帶動(dòng)V型夾具3和4實(shí)現(xiàn)退 讓功能，上夾緊液壓缸通過(guò)單向閥24補(bǔ)油，同時(shí)避免了液壓油管因液壓缸中 油壓力的增高而破裂。如果試壓過(guò)程中出現(xiàn)前后壓頭松動(dòng)等故障，夾緊裝置保 護(hù)試壓鋼管不致脫落或竄出，對(duì)試壓鋼管起到了很好的保護(hù)作用。
夾緊裝置接收到松開(kāi)鋼管指令時(shí)，電磁溢流閥17的電磁鐵得電卸荷，I 號(hào)比例換向閥21輸入合適的反向電流信號(hào)，II號(hào)比例換向閥22輸入合適的正 向電流信號(hào)，上下夾緊液壓缸1和2分別帶動(dòng)夾具3和4背離鋼管中心線方向 運(yùn)行，壓力傳感器14的夾緊壓力信號(hào)消失，上下夾液壓缸復(fù)位，比例換向閥 輸入零位電流信號(hào)，閥處于零位狀態(tài)，夾緊裝置松開(kāi)。
由于夾緊液壓缸的最大行程長(zhǎng)達(dá)820 mm，如果試壓鋼管為小直徑規(guī)格，上 下夾緊液壓缸1和2可分別通過(guò)位移傳感器15和16提前將夾緊液壓缸定位在 在合適位置，需夾緊試壓鋼管時(shí)，只需行進(jìn)很小的行程就可達(dá)到要求的夾緊位 置夾緊鋼管，節(jié)省時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。由于液壓缸內(nèi)位移傳感器及控制回路中比例換向閥的使用，可在調(diào)試過(guò)程中，根據(jù)鋼管規(guī)格將液壓缸定位在任意 精確位置。
權(quán)利要求
1、一種水壓試管機(jī)中鋼管夾緊裝置的液壓控制系統(tǒng)，包括上夾緊液壓缸(1)、及其活塞桿頭部安裝的上夾具(3)，下夾緊液壓缸(2)、及其活塞桿頭部安裝做下夾具(4)，以及由包含電磁換向閥、減壓閥及液壓油管，按照常規(guī)連接方式形成的液壓控制回路，其特征在于所述上夾緊液壓缸(1)內(nèi)裝位移傳感器(15)，并按照常規(guī)連接方式，與壓力傳感器(14)、電磁溢流閥(17)、單向閥(24)、減壓閥(23)、I號(hào)液控單向閥(19)、I號(hào)比例換向閥(21)、III號(hào)電磁換向閥(25)及液壓油管形成液壓控制回路；所述下夾緊液壓缸(2)內(nèi)裝位移傳感器(16)，并按照常規(guī)連接方式，與溢流閥(18)、II號(hào)液控單向閥(20)、II號(hào)比例換向閥(22)、IV號(hào)電磁換向閥(26)及液壓油管形成液壓控制回路。
全文摘要
水壓試管機(jī)中鋼管夾緊裝置的液壓控制系統(tǒng)，涉及軋鋼機(jī)械的液壓控制系統(tǒng)。本發(fā)明包括內(nèi)裝位移傳感器的上夾緊液壓缸，其活塞桿頭部安裝有上夾具，內(nèi)裝位移傳感器的下夾緊液壓缸，其活塞桿頭部安裝有下夾具；所述上夾緊液壓缸，由壓力傳感器、電磁溢流閥、單向閥、減壓閥、I號(hào)液控單向閥、I號(hào)比例換向閥、電磁換向閥及液壓油管形成液壓控制回路；所述下夾緊液壓缸，由溢流閥、II號(hào)液控單向閥、II號(hào)比例換向閥、電磁換向閥及液壓油管形成液壓控制回路。本發(fā)明有效控制液壓缸的行程和最大夾緊力，提高了生產(chǎn)節(jié)奏，保證了夾緊裝置定位的準(zhǔn)確性，對(duì)試壓過(guò)程中的試壓鋼管起到了安全保護(hù)作用。
文檔編號(hào)F15B11/16GK101608987SQ20091007494
公開(kāi)日2009年12月23日 申請(qǐng)日期2009年7月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年7月24日
發(fā)明者張英嬋, 賈衛(wèi)東, 趙鈺琛 申請(qǐng)人:太原重工股份有限公司;太原重工科技產(chǎn)業(yè)有限公司