專利名稱：步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量優(yōu)化方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量優(yōu)化方法。
背景技術(shù)：
冶金企業(yè)中熱軋帶鋼步進(jìn)式加熱爐的步進(jìn)機(jī)構(gòu)一般采用液壓驅(qū)動，步進(jìn)梁升降由二個或四個提升油缸驅(qū)動，平移由一個平移油缸驅(qū)動，步進(jìn)梁在油缸驅(qū)動下作上升、前進(jìn)、 下降、后退的運(yùn)動曲線，在上升和下降的運(yùn)動行程中包含步進(jìn)梁的接坯段以及臨近運(yùn)動結(jié)束時的停止段，在前進(jìn)和后退運(yùn)動行程中包含臨近運(yùn)動結(jié)束時的停止段。目前步進(jìn)梁的步進(jìn)曲線設(shè)計(jì)只是單純地從加熱爐本身的工藝要求出發(fā)，如步進(jìn)周期、運(yùn)行速度等，其前進(jìn)、 后退時運(yùn)動曲線一致，上升、下降時運(yùn)動曲線一致；由于未考慮步進(jìn)梁的帶載和空載情況， 造成步進(jìn)梁步進(jìn)運(yùn)動時液壓系統(tǒng)輸出功率分配不合理，即步進(jìn)梁上升時由液壓油缸無桿腔驅(qū)動，此時系統(tǒng)主泵輸出流量和輸出壓力最大，系統(tǒng)輸出功率也最大，而下降時依靠步進(jìn)梁及鋼坯自重下降，系統(tǒng)輸出功率幾乎為零；步進(jìn)梁前進(jìn)時由于帶載運(yùn)行，要求沖擊小，而后退時為空載運(yùn)行，要求運(yùn)行時間短。液壓系統(tǒng)只是被動地適應(yīng)步進(jìn)爐的工藝要求，并根據(jù)系統(tǒng)最大輸出流量及壓力來確定主泵數(shù)量、電機(jī)功率以及配套液壓件規(guī)格等，這就造成了步進(jìn)機(jī)構(gòu)液壓系統(tǒng)配置的不合理系統(tǒng)成本過高、能耗過高，資源浪費(fèi)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量優(yōu)化方法，本方法根據(jù)加熱爐步進(jìn)梁的帶載情況以及工藝要求，合理優(yōu)化步進(jìn)梁的步進(jìn)曲線，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功率的合理分配，降低系統(tǒng)最大輸出流量以減少液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量、降低配套液壓閥組的規(guī)格，達(dá)到了降低系統(tǒng)成本及能耗的目的。為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量優(yōu)化方法包括如下步驟
步驟一、根據(jù)步進(jìn)爐的工藝要求，設(shè)定步進(jìn)梁運(yùn)動的步進(jìn)周期為T，上升段行程為下降段行程為Stb、前進(jìn)段行程為Stm、后退段行程為Sjsia，所述上升段行程和下降段行程中包括步進(jìn)梁的接坯段行程S1和停止段行程，所述前進(jìn)段行程和后退段行程中包括停止段行程；
步驟二、設(shè)定步進(jìn)梁各運(yùn)動段的運(yùn)動時間為上升段、前進(jìn)段、下降段tTPf、后退段^退，并滿足了 =丨雄+ 》+%■ ，t上升H下降，Iti進(jìn)Hjgia,設(shè)定上升段和下降段中的停止段時間為 4 ,前進(jìn)段和后退段中停止段時間為‘，、和‘設(shè)定為0. 54秒；
步驟三、設(shè)定步進(jìn)梁各運(yùn)動段的極限加速度為 ，步進(jìn)梁帶載運(yùn)行時加速度為J X (Ι—2 ,步進(jìn)梁空載運(yùn)行時加速度為細(xì)(Ymmmis2 ,下降段由于步進(jìn)梁靠自重下降，此時加速度為彡100 勵'S2 ；步驟四、根據(jù)步進(jìn)梁的帶載情況設(shè)定各運(yùn)動段的速度，在上升段和下降段中，高速巧、
接坯段速度G=AF1、停止段速度G = h《，其中為比例系數(shù)，0< k2< 1，0< k3<
1，在前進(jìn)段和后退段中，高速I ,停止段速度& = k、· Vhl，其中k2x為比例系數(shù)，0< k2x< 1 ；
步驟五、由于步進(jìn)梁上升時由提升缸無桿腔驅(qū)動，下降時由提升缸有桿腔驅(qū)動，因此步進(jìn)梁上升段的高速G對應(yīng)液壓系統(tǒng)最大輸出流量β·，并滿足= 2巧式中為油缸數(shù)量，j為提升油缸無桿腔面積，
根據(jù)D 確定液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量，并滿足約^，^ (式1)
timaKιfci
式中δ為單臺主泵額定流量；
步驟六、計(jì)算步進(jìn)梁各個運(yùn)動段的起始運(yùn)動時間、高速運(yùn)動時間 上升段運(yùn)動時，步進(jìn)梁起始運(yùn)動時間、、間隔接坯段的兩段高速運(yùn)動時間t2和t權(quán)利要求
1. 一種步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量優(yōu)化方法，其特征在于本方法包括如下步驟 步驟一、根據(jù)步進(jìn)爐的工藝要求，設(shè)定步進(jìn)梁運(yùn)動的步進(jìn)周期為T，上升段行程為下降段行程為Stb、前進(jìn)段行程為Stm、后退段行程為Sjsia，所述上升段行程和下降段行程中包括步進(jìn)梁的接坯段行程S1和停止段行程，所述前進(jìn)段行程和后退段行程中包括停止段行程；步驟二、設(shè)定步進(jìn)梁各運(yùn)動段的運(yùn)動時間為上升段、前進(jìn)段、下降段tTPf、后退段t后退，并滿足r =作+%■ +《■，t上升〉t下降，t前進(jìn)〉tg退，設(shè)定上升段和下降段中的停止段時間為4前進(jìn)段和后退段中停止段時間為‘，、和&設(shè)定為0.5~1秒；步驟三、設(shè)定步進(jìn)梁各運(yùn)動段的極限加速度為 ，步進(jìn)梁帶載運(yùn)行時加速度為仏 ^,步進(jìn)梁空載運(yùn)行時加速度為 2 ^ 120 /S2，下降段由于步進(jìn)梁靠自重下降，此時加速度為 ^ 100 /S2 ；步驟四、根據(jù)步進(jìn)梁的帶載情況設(shè)定各運(yùn)動段的速度，在上升段和下降段中，高速^、 接坯段速度6=66、停止段速度F3=^F1,其中為比例系數(shù)，0< k2< 1，0< k3<1，在前進(jìn)段和后退段中，高速& ,停止段速度If2x = k2x · Flx，其中k2x為比例系數(shù)，0< k2x< 1 ；步驟五、由于步進(jìn)梁上升時由提升缸無桿腔驅(qū)動，下降時由提升缸有桿腔驅(qū)動，因此步進(jìn)梁上升段的高速G對應(yīng)液壓系統(tǒng)最大輸出流量6 ，并滿足=約式中力油缸數(shù)量，^為提升油缸無桿腔面積，根據(jù)D 確定液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量，并滿足^1S-V1 (式1) Cw1Q式中β為單臺主泵額定流量；步驟六、計(jì)算步進(jìn)梁各個運(yùn)動段的起始運(yùn)動時間、高速運(yùn)動時間上升段運(yùn)動時，步進(jìn)梁起始運(yùn)動時間、、間隔接坯段的兩段高速運(yùn)動時間t2和t全文摘要
本發(fā)明公開了一種步進(jìn)式加熱爐液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量優(yōu)化方法，即根據(jù)步進(jìn)爐液壓系統(tǒng)主泵及油缸的規(guī)格、步進(jìn)運(yùn)動時各段行程以及步進(jìn)周期進(jìn)行優(yōu)化計(jì)算，結(jié)合步進(jìn)運(yùn)動各段的帶載和空載情況，實(shí)現(xiàn)步進(jìn)曲線的優(yōu)化，使步進(jìn)梁在允許步進(jìn)周期之內(nèi)，各運(yùn)動段沖擊最小、系統(tǒng)功率分配最合理，達(dá)到降低液壓系統(tǒng)最大輸出流量，對應(yīng)步進(jìn)梁上升段的高速，以優(yōu)化液壓系統(tǒng)主泵數(shù)量、降低配套閥組的規(guī)格，節(jié)省了設(shè)備成本，降低了設(shè)備運(yùn)行能耗，同時提高設(shè)備運(yùn)行的穩(wěn)定性。
文檔編號F15B11/18GK102221291SQ20111007690
公開日2011年10月19日 申請日期2011年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月29日
發(fā)明者華良, 廖永鋒, 張久林, 繆洪斌 申請人:上海寶鋼工業(yè)檢測公司