鋼管矯直機(jī)快開(kāi)缸上輥平衡缸液壓系統(tǒng)

經(jīng)過(guò)加工、焊接或加熱后的管道存在幾個(gè)缺陷，主要是縱向彎曲和橫向段的橢圓度。傾斜六輥管直式是一種用來(lái)矯正管道彎曲和橢圓度缺陷的設(shè)備。矯直機(jī)液壓系統(tǒng)主要用來(lái)完成入口輥道升降、入口導(dǎo)衛(wèi)開(kāi)合、上輥平衡鎖緊、下輥鎖緊、快開(kāi)缸快速壓下和快速抬升、換輥以及出口輥道升降等一系列工藝動(dòng)作。快開(kāi)缸和上輥平衡缸的控制是矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵。現(xiàn)行矯直機(jī)液壓系統(tǒng)動(dòng)力源采用若干個(gè)高壓變量泵并聯(lián)供油,同時(shí)配蓄能器閥站作為輔助動(dòng)力源,吸收和消除液壓沖擊和振動(dòng)。現(xiàn)行矯直機(jī)液壓系統(tǒng)雖然通過(guò)蓄能器閥站的設(shè)計(jì)改善系統(tǒng)液壓沖擊大和振動(dòng)大的缺陷。但都不甚理想,尤其是大規(guī)格鋼管矯直機(jī)。現(xiàn)行矯直機(jī)在矯直鋼管時(shí)需上矯直輥快速壓下和快速抬升,以免鋼管端部與上矯直輥相撞,快速壓下及快速抬升的動(dòng)作由快開(kāi)缸和上輥平衡缸完成。由于快開(kāi)缸缸徑比較大,且是全行程工作,運(yùn)動(dòng)速度很快,致使瞬間液壓系統(tǒng)能量變化很大,產(chǎn)生很大的液壓沖擊和振動(dòng),同時(shí)快開(kāi)缸活塞對(duì)缸蓋沖擊非常大,極容易造成密封的損壞和缸蓋的撞裂。同時(shí)長(zhǎng)時(shí)間振動(dòng),液壓沖擊使液壓管路,液壓閥臺(tái)的連接處極容易產(chǎn)生漏油,甚至噴油,嚴(yán)重影響連續(xù)安全生產(chǎn)。1壓力補(bǔ)償回路依據(jù)多年的矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)和調(diào)試經(jīng)驗(yàn),針對(duì)上述存在的主要問(wèn)題提出對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)改進(jìn)方案:克服現(xiàn)行液壓系統(tǒng)功率大、沖擊大、振動(dòng)大的缺點(diǎn)。提供一種功率小、振動(dòng)小、抗沖擊的六輥鋼管矯直機(jī)快開(kāi)缸,上輥平衡缸的液壓控制系統(tǒng)。實(shí)現(xiàn)快開(kāi)缸平穩(wěn)快速的壓下和抬升,保證矯直機(jī)的矯直質(zhì)量和成材率。確保矯直機(jī)在孔型大小調(diào)整過(guò)程中,連續(xù)精準(zhǔn),方便快捷。在矯直過(guò)程中平穩(wěn)可靠。下面結(jié)合斜六輥矯直機(jī)工藝動(dòng)作要求,詳述設(shè)計(jì)改進(jìn)后的快開(kāi)缸、上輥平衡缸的液壓系統(tǒng)原理及功能,具體如下頁(yè)圖2所示。電機(jī)1、驅(qū)動(dòng)減速機(jī)2與快開(kāi)缸3、上輥平衡缸4和壓下絲杠5剛性連接,組成上輥系調(diào)整裝置。矯直輥6與上輥系調(diào)整裝置通過(guò)高強(qiáng)度螺栓剛性連接。上輥平衡缸4分置于快開(kāi)缸3的兩側(cè)。快開(kāi)缸3、上輥平衡缸4有三種工作狀態(tài):高壓鎖緊;快開(kāi)卸壓;低壓平衡。本六輥矯直機(jī)液壓系統(tǒng)采用高壓小流量,低壓大流量結(jié)合的供油方式。P1為高壓小流量進(jìn)油口,P2為低壓大流量進(jìn)油口。當(dāng)矯直機(jī)開(kāi)始矯直鋼管時(shí),電磁鐵Y2斷電,電磁鐵Y3得電,二通插裝閥組件14開(kāi)啟。低壓大流量通過(guò)進(jìn)油口P2,經(jīng)二通插裝閥組7,二通插裝閥組8和二通插裝閥組14進(jìn)入快開(kāi)缸3的上腔3a,實(shí)現(xiàn)快開(kāi)缸3的快速壓下。采用低壓大流量的供油方式,不僅能保證快開(kāi)缸3快速壓下的動(dòng)作要求,同時(shí)由于是低壓,大幅降低液壓系統(tǒng)的能量變化,顯著解決快速壓下液壓沖擊大和振動(dòng)大的缺點(diǎn),極大減輕快開(kāi)缸3活塞對(duì)缸蓋沖擊,有效地保護(hù)了油缸密封,提高了快開(kāi)缸3的使用壽命。當(dāng)快速壓下到位后,壓力傳感器17通過(guò)模擬量設(shè)置發(fā)訊,實(shí)現(xiàn)高低壓切換。低壓大流量卸荷,高壓小流量供油,電磁鐵Y1得電,二通插裝閥組8開(kāi)啟。高壓油通過(guò)進(jìn)油口P1,經(jīng)二通插裝閥組8,二通插裝閥組件14進(jìn)入快開(kāi)缸3的上腔3a,實(shí)現(xiàn)快開(kāi)缸3高壓鎖緊。同時(shí)經(jīng)控制油路進(jìn)入二通插裝閥組7的彈簧腔,使單向回路反向截止。矯直過(guò)程中,快開(kāi)缸3的上腔3a保持高壓,鎖緊快開(kāi)缸3并提供向下的矯直力。由于負(fù)載變化和內(nèi)泄會(huì)引起壓力變化,另由電磁換向閥12和疊加式單向閥13組成的壓力補(bǔ)償回路進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,動(dòng)態(tài)補(bǔ)償值通過(guò)壓力傳感器17設(shè)置并發(fā)訊,電磁鐵Y4得電,壓力補(bǔ)償回路進(jìn)行動(dòng)態(tài)補(bǔ)償,消除插裝閥啟-閉時(shí)間差Δt和閥內(nèi)泄對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的影響當(dāng)矯直機(jī)矯直完畢后,電磁鐵Y3斷電,二通插裝閥組14關(guān)閉;電磁鐵Y2得電,二通插裝閥組10開(kāi)啟。快開(kāi)缸3上腔3a快速卸壓,在上輥平衡缸4高壓鎖緊作用下,矯直輥向上快速抬升,防止損傷鋼管的頭部。當(dāng)矯直機(jī)軋輥孔型調(diào)整時(shí),電機(jī)1驅(qū)動(dòng)減速機(jī)2控制壓下絲杠5上升,電磁換向閥19處于中位,電磁鐵Y7得電,高壓油經(jīng)疊加式三通減壓閥20,電磁換向閥21作用于上輥平衡缸4的有桿腔。上輥平衡缸4位于壓下絲杠5兩側(cè),有桿腔受力,上輥平衡缸4帶動(dòng)軋輥隨壓下絲杠5一起隨動(dòng)上升,同時(shí)消除絲杠螺母間隙。電機(jī)1驅(qū)動(dòng)減速機(jī)2控制壓下絲杠5下降,電磁換向閥19處于中位,電磁鐵Y7得電,當(dāng)壓下絲杠5持續(xù)下降,上輥平衡缸4的有桿腔的背壓越來(lái)越大,當(dāng)背壓大于P1進(jìn)油口的系統(tǒng)壓力時(shí),即三通減壓閥出油口a的壓力大于進(jìn)油口P的系統(tǒng)壓力P1,閥芯移動(dòng),三通減壓閥出油口a與泄油口y連通,進(jìn)油口P截止。上輥平衡缸4帶動(dòng)軋輥隨壓下絲杠5一起隨動(dòng)下降,同時(shí)消除絲杠螺母間隙。當(dāng)需要進(jìn)行軋輥更換時(shí),電磁鐵Y5得電,電磁鐵Y7斷電,上輥平衡缸4的有桿腔卸壓,軋輥落下,進(jìn)行維修更換。當(dāng)矯直機(jī)在矯直過(guò)程中,電磁鐵Y6得電,第電磁鐵Y7斷電,上輥平衡缸4的有桿腔高壓鎖緊,保證矯直時(shí)平穩(wěn)可靠。蓄能器22和蓄能器控制閥組23組成壓力補(bǔ)償回路,補(bǔ)償因負(fù)載變化引起的上輥平衡缸壓力的變化,同時(shí)起吸收壓力脈動(dòng)的作用,保證上輥平衡缸4工作平穩(wěn)可靠快開(kāi)缸3的下腔3b與高位油箱相連通,有效避免因快開(kāi)缸3快速壓下,快速抬升時(shí)產(chǎn)生巨大噪音。2液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)改進(jìn)優(yōu)點(diǎn)通過(guò)上述設(shè)計(jì)改進(jìn)與現(xiàn)行技術(shù)相比主要優(yōu)點(diǎn)為:1)采用高壓小流量,低壓大流量結(jié)合的供油方式。有效保證快開(kāi)缸快開(kāi)壓下的動(dòng)作要求,最關(guān)鍵的是大幅降低液壓系統(tǒng)的能量變化,達(dá)到顯著的節(jié)能降耗目的,同時(shí)節(jié)約制造,運(yùn)行成本。克服現(xiàn)行液壓系統(tǒng)功率大、沖擊大、振動(dòng)大的缺點(diǎn)。極大減輕快開(kāi)缸活塞對(duì)缸蓋的沖擊,有效地保護(hù)了油缸密封,提高了快開(kāi)缸的使用壽命。特別是對(duì)于大規(guī)格鋼管矯直機(jī),效果尤為突出。2)采用由二通插裝閥組7、二通插裝閥組8電磁換向閥9組成兩級(jí)壓力選擇回路,具有單向截止和液控單向功能。有效保證了兩級(jí)壓力在快開(kāi)缸工藝動(dòng)作中的優(yōu)化配合,完美實(shí)現(xiàn)了快開(kāi)缸在高低壓二級(jí)壓力下的正常工作。3)采用由電磁換向閥19、單向閥18、電磁換向閥21、疊加式三通減壓閥20、蓄能器22、蓄能器控制閥組23和耐震壓力表24組成上輥平衡回路,保證矯直機(jī)工作時(shí),高壓平衡鎖緊,安全可靠;矯直機(jī)孔型調(diào)整時(shí),精確可靠,消除絲杠螺母間隙。4)采用插裝閥連接的控制方式,插裝閥流阻損失小,通流能力大,一閥多能,在此液壓系統(tǒng)中的方向插裝閥即控制快速壓下,快開(kāi)油路的通斷,又能調(diào)節(jié)通過(guò)的流量,簡(jiǎn)化了系統(tǒng)回路。另外,插裝閥動(dòng)作速度快,密封好,泄漏少5)采用疊加式三通減壓閥,運(yùn)用其正向減壓,反向溢流的功能6)二通插裝閥組14帶尾部緩沖阻尼。