一種基于流量補償的中間包車升降調平系統(tǒng)的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型屬于連續(xù)鑄鋼技術領域，涉及鋼水從鋼包經中間包車分配到結晶器這一重要的連鑄工藝環(huán)節(jié)，特別涉及一種基于流量補償的中間包車升降調平系統(tǒng)。
【背景技術】
[0002]自從現代連續(xù)鑄鋼技術興起以后，連鑄技術因其在能源節(jié)約、提高成材效率、降低生產成本、自動化程度提高等方面展現出來的突出優(yōu)勢，得到了國內外的廣泛認可。近年來隨著對連鑄工藝的要求越來越高，連鑄生產技術的改進工作也持續(xù)得到國內外的廣泛關注。
[0003]連鑄技術簡單來說就是把轉爐生產出來的鋼水經過精煉以后，鑄造成不同類型和規(guī)格的鋼坯。涉及到的工藝過程包括:鋼包將精煉好的鋼水運至回轉臺，回轉臺在澆鑄位置將鋼水注入中間包車，中間包車通過水口將鋼水分配至各個結晶器，結晶器使鋼水迅速結晶成鑄件，拉矯機與結晶振動裝置共同作用將鑄件從結晶器中拉出來，鑄件再經過冷卻、電磁攪拌，被切割制成一定規(guī)格的板坯。作為鋼包與結晶器之間的承接工位，中間包車工位的基本功能包括分配鋼水、穩(wěn)定注流和保證連澆等?？梢?，中間包車工位對提高鑄機作業(yè)率和優(yōu)化作業(yè)時間、多爐連鑄、增加連鑄品種、改善鑄坯質量等方面均起到重要作用。
[0004]中間包車主要由兩部分組成:一是中間包車的機械機構，機械機構的基本作用是盛放鋼水、完成規(guī)定動作；二是液壓控制系統(tǒng)，液壓控制系統(tǒng)要實現對中間包車上升、下降等一系列工藝要求動作的控制。就液壓控制系統(tǒng)而言，隨著人們對中間包車工位要求的不斷提高，一些問題漸漸凸顯出來。目前廣泛采用泵驅動四聯同步馬達系統(tǒng)實現對液壓缸的升降控制，該方法結構簡單，易于工程實現。但是，該方法完全依靠四聯同步馬達的同步特性實現中間包車水平狀態(tài)控制，工作過程中四聯同步馬達磨損、油液泄漏等因素直接影響系統(tǒng)的控制精度和可靠性，甚至有可能造成中間包車升降過程中發(fā)生傾斜，鋼液流出的重大事故。
[0005]因此，為解決上述技術問題，也為了進一步提高中間包車升降調平系統(tǒng)的控制精度和可靠性，迫切需要提出一種更為穩(wěn)定和可靠的中間包車升降調平系統(tǒng)。
【實用新型內容】
[0006]針對上述傳統(tǒng)中間包車液壓系統(tǒng)中所存在的問題，本實用新型提出了一種基于流量補償的中間包車升降調平系統(tǒng)。升降調平系統(tǒng)分為主控系統(tǒng)和油量補償系統(tǒng)，主控系統(tǒng)采用基于四聯同步馬達的升降控制系統(tǒng)，油量補償系統(tǒng)由調平伺服閥、位移傳感器、電氣控制系統(tǒng)等組成。油量補償系統(tǒng)與主控系統(tǒng)以并聯的方式連接。
[0007]一種基于流量補償的中間包車升降調平系統(tǒng)，包括:泵1，主控伺服閥2，液控換向閥3，節(jié)流閥4，四聯同步馬達5，第一溢流閥6.1，第二溢流閥6.2，第三溢流閥6.3，第四溢流閥6.4，第一調平伺服閥7.1，第二調平伺服閥7.2，第三調平伺服閥7.3，第四調平伺服閥7.4，第一電磁換向閥8.1，第二電磁換向閥8.2，第三電磁換向閥8.3，第四電磁換向閥8.4，過濾器9，蓄能器10，安全與截止閥塊11，第一液控單向閥12.1，第二液控單向閥12.2，第三液控單向閥12.3，第四液控單向閥12.4，第一順序閥13.1，第二順序閥13.2，第三順序閥
13.3，第四順序閥13.4，第一液壓缸14.1，第二液壓缸14.2，第三液壓缸14.3，第四液壓缸
14.4，第一位移傳感器15.1，第二位移傳感器15.2，第三位移傳感器15.3，第四位移傳感器15.4，第一壓力傳感器16.1，第二壓力傳感器16.2，第三壓力傳感器16.3，第四壓力傳感器16.4，第五壓力傳感器16.5，第一高壓球閥17.1，第二高壓球閥17.2，第一油箱18.1，第二油箱18.2 ；
[0008]泵I通過第一高壓球閥17.1順序連接主控伺服閥2、液控換向閥3、節(jié)流閥4，該油路在此處分為三條，第一條油路為主油路，直接與四聯同步馬達5連接，四聯同步馬達5的四個馬達與對應的第一溢流閥6.1、第二溢流閥6.2、第三溢流閥6.3和第四溢流閥6.4相連接，同時并聯第五壓力傳感器16.5 ;第二條油路為油量補償回路，通過過濾器9與相應的第一調平伺服閥7.1、第二調平伺服閥7.2、第三調平伺服閥7.3和第四調平伺服閥7.4相連接，四個調平伺服閥又與對應的第一電磁換向閥8.1、第二電磁換向閥8.2、第三電磁換向閥8.3和第四電磁換向閥8.4相連接；第三條油路連接安全與截止閥塊11，安全與截止閥塊11 一端連有蓄能器10，另一端直接與第一油箱18.1連接；主油路上的四個溢流閥和油量補償回路上四個相應的電磁換向閥最終兩兩并聯到一起，又通過相應的第一液控單向閥12.1、第二液控單向閥12.2、第三液控單向閥12.3和第四液控單向閥12.4與對應的第一液壓缸14.1、第二液壓缸14.2、第三液壓缸14.3和第四液壓缸14.4連接，從四個液壓缸的無桿腔引出的油路最終并聯到一起，通過第二高壓球閥17.2與主控伺服閥2連接；在四個液壓缸的無桿腔的進油口油路上相應的安裝第一壓力傳感器16.1、第二壓力傳感器16.2、第三壓力傳感器16.3和第四壓力傳感器16.4 ;在四個液壓缸上相應的安裝第一位移傳感器15.1、第二位移傳感器15.2、第三位移傳感器15.3和第四位移傳感器15.4 ;在每個液壓缸的進出油口處相應的跨接第一順序閥13.1、第二順序閥13.2、第三順序閥13.3和第四順序閥13.4。
[0009]該調平系統(tǒng)的工作原理:
[0010]中間包車上升時，主控伺服閥2和液控換向閥3都處于左位，由泵I出來的高壓油經過第一高壓球閥17.1，主控伺服閥2，液控換向閥3以及節(jié)流閥4之后，帶動同步馬達5轉動；由同步馬達5的特性決定了流入同步馬達5的油液流量相同，同步馬達5中的四個馬達轉速相同，同步馬達往外輸送的油液也相同；油液分別經過第一液控單向閥12.1進入第一液壓缸14.1的無桿腔，經過第二液控單向閥12.2進入第二液壓缸14.2的無桿腔，經過第三液控單向閥12.3進入第三液壓缸14.3的無桿腔，經過第四液控單向閥12.4進入第四液壓缸14.4的無桿腔；液壓桿在高壓油的壓力作用下推動中間包車上升。液壓缸上升過程中，第一位移傳感器15.1實時監(jiān)測第一液壓缸14.1的位置狀態(tài)，第二位移傳感器15.2實時監(jiān)測第二液壓缸14.2的位置狀態(tài)，第三位移傳感器15.3實時監(jiān)測第三液壓缸14.3的位置狀態(tài)，第四位移傳感器15.4實時監(jiān)測第四液壓缸14.4的位置狀態(tài)，并且實時反饋給油量補償系統(tǒng)中的電氣控制系統(tǒng)。當四個液壓缸之間出現位移誤差時，電氣控制系統(tǒng)將調整信號傳送給相應的調平伺服閥，調平伺服閥按照給定的控制信號，給對應的液壓缸經行流量補償，進而調整液壓缸的運動狀態(tài)。比如，當其中第一液壓缸14.1運動超前時，第一液壓缸14.1上的第一位移傳感器15.1可以立即檢測得到第一液壓缸14.1的位移超前量并反饋給電氣控制系統(tǒng)；與該第一液壓缸14.1的主控油路相并聯的第一調平伺服閥7.1在得到電氣系統(tǒng)給的調整信號之后，減小油量補償系統(tǒng)給第一液壓缸14.1的補油量，降低第一液壓缸14.1的運動速度，直至將第一液壓缸14.1運動位置調整到與其他三個液壓缸位置一致。
[0011]中間包車下降時，主控伺服閥2處于右位，由泵I出來的高壓油流經過第二高壓球閥17.2后直接流入第一液壓缸14.1的無桿腔、第二液壓缸14.2的無桿腔、第三液壓缸14.3的無桿腔、第四液壓缸14.4的無桿腔；隨著油路里壓力升高，第一液控單向閥12.1、第二液控單向閥12.2、第三液控單向閥12.3、第四液控單向閥12.4都被打開，壓力達到設定壓力后液控換向閥3換到右位，液壓缸無桿腔中的油液可以順利通過四聯同步馬達5、節(jié)流閥4、換向閥3和主控伺服閥2回到油箱；中間包車在自身重力和液壓系統(tǒng)的油液壓力作用下，完成下降動作。與中間包車上升過程中液壓系統(tǒng)的控制機理一樣，比如，在中間包車下降過程中，第一液壓缸14.1的運動滯后時，油路補償系統(tǒng)中的第一位移傳感器15.1測出第一液壓缸14.1的位移滯后量，第一調平伺服閥7.1接收外部控制電路給的調整信號之后，增加對第一液壓缸14.1的油量補償，小幅度地提升第一液壓缸14.1的運動速度。當四個液壓缸的運動位置再次一致時，位置誤差消除后，第一調平伺服閥7.1恢復對第一液壓缸14.1的油量補償量，使四個液壓缸的運動狀態(tài)保持一致。
[0012]在節(jié)流閥4與四聯同步馬達5之間，加裝蓄能器10。目的在于補充油缸或液壓閥的泄漏，保持系統(tǒng)壓力；吸收來自閥門突然開啟或換向沖擊壓力，提高液壓系統(tǒng)的穩(wěn)定性；回收中間包車下降過程中的重力勢能和動能，循環(huán)利用能源，降低生產成本。
[0013]該升降調平系統(tǒng)的優(yōu)勢:
[0014]1、采用小流量補償伺服閥，提高了調平系統(tǒng)的控制精度和響應速度；采用無固定基準的油量補償控制方法，提高了同步升降過程的控制靈活性。
[0015]2、系統(tǒng)采用流量補償系統(tǒng)配合四聯同步馬達，結構簡單，易于安裝；補償油路采用小流量伺服閥控制，成本較低；壓力傳感器監(jiān)測系統(tǒng)實時壓力，調平伺服閥的補償量間接反映液壓缸泄漏情況，都可增強系統(tǒng)的可靠性。
【附圖說明】
[0016]圖1基于流量補償的中間包車升降調平系統(tǒng)框圖
[0017]圖2基于流量補償的中間包車升降調平系統(tǒng)原理圖
[0018]圖中標號對應的部件名稱:
[0019]泵1，主控伺服閥2，液控換向閥3，節(jié)流閥4，四聯同步馬達5，第一溢流閥6.1，第二溢流閥6.2，第三溢流閥6.3，第四溢流閥6.4，第一調平伺服閥7.1，第二調平伺服閥7.2，第三調平伺服閥7.3，第四調平伺服閥7.4，第一電磁換向閥8.1，第二電磁換向閥8.2，第三電磁換向閥8.3，第四電磁換向閥8.4，過濾器9，蓄能器10，安全與截止閥塊11，第一液控單向閥12.1，第二液控單向閥12.2，第三液控單向閥12.3，第四液控單向閥12.4，第一順序閥
13.1，第二順序閥13.2，第三順序閥13.3，第四順序閥13.4，第一液壓缸14.1，第二液壓缸
14.2，第三液壓缸14.3，第四液壓缸14.4，第一位移傳感器15.1，第二部位移傳感器15.2，第三位移傳感器15.3，第四位移傳感器15.4，第一壓力傳感器16.1，第二壓力傳感器16.2，第三壓力傳感器16.3，第四壓力傳感器16.4，第五壓力傳感器16.5，第一高壓球閥17.1，第二高壓球閥17.2，第一油箱18.1，第二油箱