CN100402173C - 斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统 - Google Patents

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Abstract

一种斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统，其特征在于：使用由一个液压调整阀组和一个设有位移传感器的伺服油缸组成的辊缝伺服调整系统，通过电气和液压系统控制油缸柱塞的位移，能够方便的实现辊缝的带载动态调整。本发明设计合理，能够满足高速、高精度的现代化钢管生产线对各种钢管的矫直要求，并能实现矫直工艺所要求的锯切定尺管材在高速矫直时辊缝快速退让和压下的功能。

Description

斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统
技术领域
本发明涉及冶金机械中精整设备之一的斜辊矫直机的辊缝调整装置和辊缝的快速打开和压下油缸，具体地说是一种斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统。
背景技术
目前，斜辊矫直机的辊缝需根据所矫直轧材的直径，采用以电机或人工为原动力的方式，通过减速器驱动丝杆的转动，利用丝杠与螺母之间相对位置的改变来达到调整辊缝值大小。这种调整方式无法实现轧件在矫直过程中辊缝的调整，因此达到最佳的辊缝值，需要较长的调整时间。动态矫直力的连续实时检测，国内目前还没有，仅是在特定的状态时，短时间在机器的受力零件之间安装力传感器来采集数据，只有极少量有效数据，实用性较差，无法对机械设备的技术改进和调整参数起到指导作用。为了保护管材，在矫直锯切定尺管材时需要的辊缝退让功能，伺服调整辊缝的斜辊矫直机当要求矫直辊缝快速退让和压下时，在短时间内实现辊缝较大的退让距离时，由于系统的特点，辊缝的调整精度要降低，故无法满足辊缝快速变化的要求。
发明内容
本发明为解决上述技术问题的不足，克服现有斜辊矫直机的辊缝调整装置不能在线动态调整辊缝和动态矫直力与可靠检测，同时为了克服伺服调整辊缝的斜辊矫直机在高速高精度的状态下无法满足辊缝快速变化的要求，提供一种辊缝伺服调整和快速退让与压下系统，能够方便可靠的解决上述技术问题。
本发明为解决上述技术问题，所采用的技术方案是：使用由一个液压调整阀组和一个设有位移传感器的伺服油缸组成的辊缝伺服调整系统，替代安装在矫直机机架上由电机减速器、丝杠和螺母所构成机械式辊缝调整机构，通过电气和液压系统控制油缸柱塞的位移，能够方便的实现辊缝的带载动态调整。辊缝伺服调整快退油缸，采用将伺服调整油缸与固定行程油缸的有效组合，能够方便的实现辊缝的带载动态调整和矫直工艺所要求的辊缝快速退让和压下功能，使伺服调整油缸的斜辊矫直机完全能满足高精度的现代钢管生产线对各种钢管的矫直要求。在液压回路上设置有油压传感器，能够实现矫直力的动态检测，采集的大量实测数据，不仅对机械设备的技术改进和调整参数起指导作用，并能为斜辊矫直机的设计提供有效的帮助。
本发明可以在斜辊矫直机轧材的过程中，采用自动或手动的控制方式，通过液压系统控制伺服油缸柱塞的位移和固定行程油缸的组合动作，能够方便的实现辊缝的带载动态调整，调整精度达到所要求的矫直精度，并能实现矫直工艺所要求的锯切定尺管材在高速矫直时辊缝快速退让和压下的功能，设在液压回路上的油压传感器能够实现矫直力动态检测，所检测到的动态矫直力可以用于实时指导调整参数和设备维护，并对于改进工艺参数具有较好的实际作用。
附图说明
图1是本发明的液压原理图
图2是本发明的辊缝伺服调整快退油缸的纵剖面构造图
图中标记：1、辊缝控制电路，2、伺服阀控制器，3、伺服阀，4、油压传感器，5、辊缝伺服调整快退油缸，6、位移传感器，7、快退油缸控制阀，8、缸盖联接螺栓，9、快退缸盖，10、快退油缸活塞，11、快退油缸缸体，12、密封圈，13、伺服缸缸体，14、伺服缸柱塞，15、伺服缸柱塞导向环，16、导向环固定螺母。
具体实施方式
由图1可知，斜辊矫直机在调整矫直辊的辊缝时，电气控制系统在发出辊缝移动的指令(i)后，PL C中的辊缝控制电路1在接到辊缝移动的指令(i)后，通过伺服阀控制器2将指令放大后驱动伺服阀3动作，液压系统的压力油通过P口(或T口)经过伺服阀3进入(或流出)辊缝伺服调查快退油缸5，该伺服油缸的柱塞则做伸出(或缩回)的移动，柱塞的位移量通过与油缸柱塞连接在一起的位移传感器6检测并反馈到辊缝控制电路1中，与所接到的辊缝调整指令(i)进行比较后，当所比较的差值达到系统设定的位移精度后，辊缝控制电路1发出油缸停止动作的指令，伺服阀3关闭，辊缝伺服调整快退油缸5的活塞固定在设定的位置。
液压系统的油压是按照最大的负载确定的，因此辊缝伺服调整快退油缸5在负载存在的情况时，具有足够的能力驱动活塞的移动从而完成在矫直过程中辊缝调整。由于油缸在带载移动时的快速动态响应时间比电机的快，而且不会像机械传动机构中运动零件间可能产生胶合。因此，伺服调整油缸的调整精度比电机减速组成的机械传动机构的调整精度要高和快速。
辊缝的快速打开和压下是在矫直辊缝调整好后进行的，此时，伺服阀3关闭，在伺服阀3和辊缝伺服调整快退油缸5构成密闭油腔。
在辊缝需要快速打开和压下时，通过电气控制系统，控制快退油缸控制阀7动作，辊缝伺服调整快退油缸5中心快退油缸活塞10动作的同时，伺服缸柱塞14实现行程固定的上升和下降动作，实现辊缝在固定位置的快退功能。
油压传感器4连接伺服阀3与辊缝伺服调整快退油缸5之间的液压油路上，油压传感器4检测到的动态油压值，通过油缸的参数，可以确定出油缸在各种状态下所承受的负载谱，可以得到实际的矫直力和油缸承受的附加力。
由图2可知，本发明的伺服缸柱塞14的一端通过伺服缸柱塞导向环15伸出油缸，另一端在油缸体内。为了提高活塞的动态响应性能，在保证强度和刚度的条件下尽量减小活塞的质量，本发明在油缸柱塞的上部采用空心结构。伺服缸柱塞导向环15和快退油缸体11上安装有密封圈和导向带。
辊缝伺服调整快退油缸5采用快退油缸缸体11与伺服缸体13通过缸盖联接螺栓，连接的分体结构，适用于大型的油缸，以保证缸体的质量和降低制造成本。
为适应中小型的辊缝伺服调整油缸，可将伺服缸体13与快退油缸体11做成一体，采用整体的伺服缸体结构。
由图1图2可知，在伺服缸柱塞14的位置调整好后，控制伺服缸柱塞14的伺服阀3停止工作，保证在辊缝伺服调整快退油缸5中的伺服调整油缸内的液体体积不变，故当快退油缸活塞10动作时可推动伺服缸柱塞14进行快速上升和压下动作。当快退油缸活塞10复位后，辊缝的数值保持不变。本发明解决了通常使用一个伺服缸既做辊缝调整工作辊缝快速上升和下降的退让动作时，伺服动作较慢和终点位置时的反应时间较长的缺陷。

Claims (6)

1.一种斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统，主要由辊缝控制电路(1)、伺服阀控制器(2)、伺服阀(3)、油压传感器(4)、辊缝伺服调整快退油缸(5)、位移传感器(6)、快退油缸控制阀(7)组成，其特征在于：辊缝伺服调整系统由一个设有位移传感器(6)的辊缝伺服调整快退油缸(5)和一个由伺服阀(3)与快退油缸控制阀(7)构成的液压调整阀组组成，通过辊缝控制电路(1)和液压调整阀组对伺服缸柱塞(14)位移的控制，能够方便地实现辊缝的带载动态调整。
2.根据权利要求1所述的一种斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统，其特征在于：所述的液压调整阀组，在进油口设置的一个比例减压阀与所述伺服阀(3)串联连接。
3.根据权利要求1所述的一种斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统，其特征在于：所述的辊缝伺服调整快退油缸(5)，采用将伺服调整油缸与固定行程油缸组合，伺服缸柱塞(14)的一端通过油缸柱塞导向环(15)伸出固定行程油缸，另一端在伺服缸缸体(13)内，伺服缸柱塞(14)的上部采用空心结构。
4.根据权利要求1所述的一种斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统，其特征在于：辊缝伺服调整快退油缸(5)采用快退油缸缸体(11)与伺服缸缸体(13)通过缸盖联接螺栓(8)连接的分体结构。
5.根据权利要求1所述的一种斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统，其特征在于：油压传感器(4)连接在伺服阀(3)与辊缝伺服调整快退油缸(5)之间的液压油路上。
6.根据权利要求1所述的一种斜辊矫直机辊缝伺服调整及快退组合系统，其特征在于：辊缝伺服调整快退油缸(5)还包括快退缸盖(9)、快退油缸活塞(10)、快退油缸缸体(11)、密封圈(12)、伺服缸缸体(13)、伺服缸柱塞(14)、油缸柱塞导向环(15)构成。
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