CN101608987A - 水压试管机中钢管夹紧装置的液压控制系统 - Google Patents

Abstract

水压试管机中钢管夹紧装置的液压控制系统，涉及轧钢机械的液压控制系统。本发明包括：内装位移传感器的上夹紧液压缸，其活塞杆头部安装有上夹具，内装位移传感器的下夹紧液压缸，其活塞杆头部安装有下夹具；所述上夹紧液压缸，由压力传感器、电磁溢流阀、单向阀、减压阀、I号液控单向阀、I号比例换向阀、电磁换向阀及液压油管形成液压控制回路；所述下夹紧液压缸，由溢流阀、II号液控单向阀、II号比例换向阀、电磁换向阀及液压油管形成液压控制回路。本发明有效控制液压缸的行程和最大夹紧力，提高了生产节奏，保证了夹紧装置定位的准确性，对试压过程中的试压钢管起到了安全保护作用。

Description

水压试管机中钢管夹紧装置的液压控制系统

技术领域

本发明属于轧钢机械的液压控制系统，特别涉及到大口径直缝埋弧焊接钢管水压试管机中夹紧装置的液压控制。

背景技术

水压试管机试压时，提升装置将待试压钢管托起至试压中心线位置，由带密封的前后压头将钢管压紧。此时位于钢管中部的夹紧装置需夹紧钢管，即上夹紧液压缸活塞杆向下伸出，下夹紧液压缸活塞杆向上伸出，由两液压缸活塞杆头部所安装的V型夹具将钢管夹紧。钢管被夹紧后，提升装置下降复位。钢管中开始充入低压水，同时排气阀排气；待低压水充满钢管，排气完成后，将钢管内水压增压至试验压力，并保压。钢管试压完毕，提升装置升起托住钢管，夹紧装置松开，上夹紧液压缸活塞杆缩回至上位，下夹紧液压缸活塞杆缩回至下位。钢管内水压卸压，前后压头后退复位，提升装置下降复位，钢管被放至横移装置上，完成钢管试压。

由于钢管试压过程中，钢管中压力很高，有的高达50MPa，如果没有夹紧装置的保护，前后压头事故松动时，钢管会脱离试压工位，发生事故。夹紧装置在试压过程中起到了非常重要的安全保护作用。

现行水压试管机中钢管夹紧装置如图1所示：

所述夹紧装置由上夹紧液压缸1、下夹紧液压缸2、V型上夹具3和V型下夹具4、上横梁5、基础6等主要部件组成。上夹紧液压缸1固定在上横梁5上，下夹紧液压缸2固定在基础6上。

现行水压试管机中钢管夹紧装置的液压控制原理如图2所示：

上夹紧液压缸1，其活塞杆头部安装有上夹具3，按照常规连接方式，由I号单向节流阀7、I号电磁换向阀9、I号减压阀11及液压油管形成液压控制回路。

下夹紧液压缸2，其活塞杆头部安装有下夹具4，按照常规连接方式，由压力继电器13、II号单向节流阀8、II号电磁换向阀10、II号减压阀12及液压油管形成液压控制回路。

工作原理如下：

分别调整I号减压阀11和II号减压阀12的出口压力，使其满足夹紧要求；分别调整I号单向节流阀7和II号单向节流阀8的开口度，以控制夹紧液压缸1和2的运行速度。夹紧装置接收到夹紧钢管指令时，I号电磁换向阀9和II号电磁换向阀10的电磁铁同时得电，夹紧液压缸1和2分别带动夹具3和4向钢管中心线方向运行，至夹紧钢管时，压力继电器13发出钢管夹紧信号。夹紧装置接收到松开钢管指令时，I号电磁换向阀9和II号电磁换向阀10的电磁铁同时断电，夹紧液压缸1和2分别带动夹具3和4背离钢管中心线运行，直至两液压缸复位，压力继电器13的夹紧压力信号消失。

现有技术的控制原理仅有刚性夹紧功能，夹紧液压缸行程长达820mm，I号电磁换向阀9和II号电磁换向阀10为二位四通弹簧复位换向阀，液压缸每次只能运行满行程，在行程中间无停顿功能，给设备调试带来不便且影响到生产节奏；钢管变形时液压缸所带V型夹具无法退让、无压力保护功能；钢管变形时引起夹紧液压缸中油压力的增高，使液压缸的连接油管破裂；夹紧过程中，I号电磁换向阀9和II号电磁换向阀10的电磁铁一直处于得电状态，若因故断电，夹紧装置将松开试压钢管，可能引起事故发生。所以用户常常闲置此夹紧装置而不用，失去了钢管试压过程中的安全保护作用。

发明内容

本发明的目的旨在克服现有技术的缺点，提供一种水压试管机中钢管夹紧装置的液压控制系统，具有定位准确、压力保护与压力采集、钢管变形液压缸退让功能。确保夹紧装置在试压过程中起到安全保护作用，并提高了生产效率。

上述发明目的是通过以下技术方案实现的：

一种水压试管机中钢管夹紧装置的液压控制系统，包括：上夹紧液压缸、及其活塞杆头部安装的上夹具，下夹紧液压缸、及其活塞杆头部安装的下夹具，以及由包含电磁换向阀、减压阀等阀件及液压油管，按照常规连接方式形成的液压控制回路，其特征在于：所述上夹紧液压缸内装位移传感器，并按照常规连接方式，与压力传感器、电磁溢流阀、单向阀、减压阀、I号液控单向阀、I号比例换向阀、电磁换向阀及液压油管形成液压控制回路；所述下夹紧液压缸内装位移传感器，并按照常规连接方式，与溢流阀、II号液控单向阀、II号比例换向阀、电磁换向阀及液压油管形成液压控制回路。

本发明与现有技术相比，由于夹紧装置的上、下夹紧液压缸中安装的位移传感器与比例方向阀形成闭环控制，有效准确地控制液压缸的行程，使夹紧装置根据指令停处于工艺要求的任何位置；外控方式的液控单向阀在夹紧装置调整到位后锁紧液压缸，保证钢管在此位置试压时被可靠夹紧。下夹紧液压缸控制回路中的溢流阀在液压缸退让时起到安全保护功能。上夹紧液压缸控制回路中设置的压力传感器具有模拟输出功能，将压力信号转换成电信号输送给PLC，有效地监控了夹紧装置的夹紧压力，并可参与整个系统的工艺控制；减压阀用于调整夹紧装置的夹紧压力；电磁溢流阀用于上夹紧液压缸的退让；单向阀承担液压缸退让时的补油任务。

本发明的控制回路的优点在于：有效控制液压缸的行程和夹紧装置的最大夹紧力，提高了生产节奏，保证了夹紧装置定位的准确性；对试压过程中的试压钢管起到了安全保护作用。

附图说明

图1是本发明的机械结构简图；

图2是现行夹紧装置的液压控制原理图；

图3是本发明的液压控制原理图。

下面结合附图通过较佳实施例对本发明作详细说明。

具体实施方式

如图3所示，一种水压试管机中钢管夹紧装置的液压控制系统，主要由上夹紧液压缸1、及其活塞杆头部安装的上夹具3，下夹紧液压缸2、及其活塞杆头部安装的下夹具4，以及由包含电磁换向阀、减压阀及液压油管，按照常规连接方式形成的液压控制回路组成。所述上夹紧液压缸1内装位移传感器15，并按照常规连接方式，与压力传感器14、电磁溢流阀17、单向阀24、减压阀23、I号液控单向阀19、I号比例换向阀21、III号电磁换向阀25及液压油管形成液压控制回路；所述下夹紧液压缸2内装位移传感器16，并按照常规连接方式，与溢流阀18、II号液控单向阀20、II号比例换向阀22、IV号电磁换向阀26及液压油管形成液压控制回路。

工作原理如下：

调整减压阀23的出口压力，使其满足夹紧要求；调整I号比例换向阀21和II号比例换向阀22的输入电流，控制上下夹紧液压缸1和2的运行速度。

夹紧装置接收到夹紧钢管指令时，III号电磁换向阀25和IV号电磁换向阀26的电磁铁得电，I号液控单向阀19和II号液控单向阀20打开；同时给I号比例换向阀21输入合适的正向电流信号，II号比例换向阀22输入合适的反向电流信号，上下夹紧液压缸1和2分别带动夹具3和4向钢管中心线方向运行，至夹紧钢管时，压力传感器14发出钢管夹紧信号给PLC；III号电磁换向阀25和IV号电磁换向阀26的电磁铁失电，I号液控单向阀19和II号液控单向阀20闭锁，比例换向阀输入零位电流信号，阀处于零位状态，夹紧装置夹紧钢管。

试压过程中，由于试压钢管内试验压力增高，引起钢管变形，此时电磁溢流阀17和溢流阀18溢流使上下夹紧液压缸1和2带动V型夹具3和4实现退让功能，上夹紧液压缸通过单向阀24补油，同时避免了液压油管因液压缸中油压力的增高而破裂。如果试压过程中出现前后压头松动等故障，夹紧装置保护试压钢管不致脱落或窜出，对试压钢管起到了很好的保护作用。

夹紧装置接收到松开钢管指令时，电磁溢流阀17的电磁铁得电卸荷，I号比例换向阀21输入合适的反向电流信号，II号比例换向阀22输入合适的正向电流信号，上下夹紧液压缸1和2分别带动夹具3和4背离钢管中心线方向运行，压力传感器14的夹紧压力信号消失，上下夹液压缸复位，比例换向阀输入零位电流信号，阀处于零位状态，夹紧装置松开。

由于夹紧液压缸的最大行程长达820mm，如果试压钢管为小直径规格，上下夹紧液压缸1和2可分别通过位移传感器15和16提前将夹紧液压缸定位在在合适位置，需夹紧试压钢管时，只需行进很小的行程就可达到要求的夹紧位置夹紧钢管，节省时间，提高了生产效率。由于液压缸内位移传感器及控制回路中比例换向阀的使用，可在调试过程中，根据钢管规格将液压缸定位在任意精确位置。

Claims (1)

1、一种水压试管机中钢管夹紧装置的液压控制系统，包括：上夹紧液压缸(1)、及其活塞杆头部安装的上夹具(3)，下夹紧液压缸(2)、及其活塞杆头部安装做下夹具(4)，以及由包含电磁换向阀、减压阀及液压油管，按照常规连接方式形成的液压控制回路，其特征在于：所述上夹紧液压缸(1)内装位移传感器(15)，并按照常规连接方式，与压力传感器(14)、电磁溢流阀(17)、单向阀(24)、减压阀(23)、I号液控单向阀(19)、I号比例换向阀(21)、III号电磁换向阀(25)及液压油管形成液压控制回路；所述下夹紧液压缸(2)内装位移传感器(16)，并按照常规连接方式，与溢流阀(18)、II号液控单向阀(20)、II号比例换向阀(22)、IV号电磁换向阀(26)及液压油管形成液压控制回路。

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