CN102527828B - 超级管道管嘴成形过程中动态水平和平衡跟随控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种超级管道管嘴成形过程中动态水平状态和平衡跟随控制方法。具体步骤为：主、副支撑通过液压系统将超级管道升高到设定位置；调整X轴向、Y径向，并锁定和记忆；阳模和阴模经加热处理精确回位；压力机对阴模施压，通过与静态平衡时压力及管道主支撑座的位移进行比较，自动跟踪保持副支撑与主支撑位移相同以及主支撑的压力恒定，达到主、副支撑在压模成形过程中的动态平衡。通过回压阳模及管道主、副支撑顶力完成管嘴脱模。采用本发明能实现超级管道管嘴成形过程中动态水平状态和平衡跟随，及出模过程中顶力的施加和平衡状态的自动调整，确保每个管嘴热挤压后相对位置保持不变，能生产出合格的核电主蒸汽超级管道管嘴。

Description

超级管道管嘴成形过程中动态水平和平衡跟随控制方法

技术领域

本发明涉及一种管道局部成形加工中的动态水平状态的顶升和平衡跟随控制方法

背景技术

目前，国内国际的核能发电设备技术更新换代较快。超级管道是蒸汽管道的重要组成部分，主蒸汽超级管道管嘴的生产技术已依据核电设计要求发生变化。依据新的核电设计要求，主蒸汽超级管道的管嘴必须与母管整体锻造成型，使管嘴与管道的纤维连续，并要保证冲压成型的管嘴位置严格按照设计精度要求。而在锻造成形过程中，如何保证按照设计要求生产出合格的管嘴，这就要求在主蒸汽超级管道的管嘴挤压成形中，必须严格控制冲压过程中母管管坯动态平衡过程。

发明内容

本发明的目的是针对上述现状，旨在提供一种能确保每个管嘴热挤压后相对位置保持不变，生产出合格的核电主蒸汽超级管道管嘴的超级管道管嘴成形过程中动态水平状态的顶升和平衡跟随控制方法。

本发明目的的实现方式为，超级管道管嘴成形过程中动态水平状态的顶升和平衡跟随控制方法，具体步骤为：

1）超级管道主支撑、副支撑在计算机控制下，通过液压顶的驱动，将超级管道升高到设定位置；

2）将阳模对中检测工装放入超级管道工艺孔内，然后将阳模对中检测工装与压力机工作基面水平进行调校，通过超级管道X轴向和Y径向调整，保证阳模对中检测工装与压力机工作基面保持一致；然后，阳模运动和回位装置将阳模推至超级管道的工艺孔处，通过阳模的激光束穿过阳模对中检测工装的中心通孔一块光学玻璃上形成光点，判断阳模与工艺孔同轴状态，如超级管道X轴向不一致时，控制液压顶将V形辅助支撑上升，使支撑上动轮组将超级管道顶起，超级管道离开主、副支撑座，通过动轮带动超级管道旋转，待旋转到指定位置时，降下V形辅助支撑；如超级管道Y径向不一致时，通过控制阳模运动和回位装置调整Y径向，使光点处于光学玻璃上中心部位，并将该位置锁定和记忆；

将阳模对中检测工装取下，将阴模对中检测工装和阴模固成一体，将阴模放在超级管道上工艺孔位置，这时阳模的激光束穿过阴模对中检测工装的中心通孔，在阴模对中检测工装的一块光学玻璃上形成光点，通过光点调整阴模前、后和左、右位置，使光点处于阴模标尺中心部位，并进行阴模辅助标识工作，完成阴模与管道工艺孔对中调整；

3）静态水平对中调整完成后，将阳模退出超级管道，并将工艺孔处冲压部位进行加热处理，加热完成后，阳模运动和回位装置将阳模回位到锁定位置；此时压力机面对超级管道上的阴模施压200±10t，当超级管道主支撑受力下降时，液压缸的压力将增加，这时超级管道主支撑内的压力检测单元将检测数据传输给计算机，计算机通过与静态平衡时液压缸的压力比较，反馈控制液压回路，改变比例阀降低液压回路的压力，使液压回路的压力与静态平衡时压力值相同；同时超级管道主支撑内的位移检测单元将检测数据传输给计算机；在控制主支撑的同时，计算机将副支撑——超级管道副支撑内的位移检测数据读入，并不断的与超级管道主支撑的位移检测数据进行比较，如果有差值就反馈控制超级管道副支撑的液压回路，使副支撑上升或下降，跟踪保持主支撑位移尺寸，达到主、副支撑的动态平衡；通过与主支撑静态平衡时液压压力比较以及不断的与超级管道主支撑座的位移进行比较，自动跟踪保持副支撑与主支撑位移相同以及主支撑的压力恒定，达到主、副支撑在压模成形过程中的动态平衡；

4）当超级管道和管道主、副支撑座受力下降到规定位置时，液压系统停止，并保持此时位置不变，超级管道的管嘴压模成形；

5）压力机的工作基面再次回压超级管道上的阳模顶端，保持恒定压力；管道主、副支撑座开始上升，给超级管道施加的顶力，由于阳模的上端被压力机压住，阳模与超级管道的成形管嘴摩擦力被超级管道主、副支撑座顶力所克服，最终将阳模从超级管道的成形管嘴中脱离，完成超级管道管嘴成形后的脱模工作。

采用本发明能实现超级管道管嘴成形过程中动态水平状态的顶升和平衡跟随，及出模过程中顶力的施加和平衡状态的自动调整，确保每个管嘴热挤压后相对位置保持不变，能生产出合格的核电主蒸汽超级管道管嘴。

附图说明

图1是智能顶升系统调整前状态图，

图2是智能顶升系统调整后状态图，

图3是阳模、阴模对中检测工装光靶调整示意图，

图4是主、副支撑结构示意图，

图5是主、副支撑液压系统的反馈控制原理图，

图6是主、副支撑液压工作原理图，

图7是V型辅助支撑液压工作原理图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进一步描述。

参照图1、2、3、4、5、6，本发明的具体步骤为：

1）主支撑1、副支撑2在计算机控制下，通过液压顶12的驱动，将超级管道3升高到设定位置。

2）将阳模对中检测工装4放入超级管道工艺孔5内，将超级管道对中装置与压力机工作基面水平进行调校，通过X轴向和Y径向调整，保证对中装置与压机工作基面保持一致。然后，阳模运动和回位装置6将阳模7推至超级管道的工艺孔处，通过阳模的激光束8穿过管道对中装置的中心通孔一块光学玻璃上形成光点16(见图3)，判断阳模与工艺孔同轴状态，如X轴向不一致时，控制液压顶13将V形辅助支撑14上升，使支撑上动轮组15将超级管道顶起，超级管道离开主、副支撑座，通过动轮可以带动超级管道旋转，待旋转到指定位置时，降下V形辅助支撑。如Y径向不一致时，通过控制阳模运动和回位装置调整Y径向，使光点处于光学玻璃上中心部位17，并将该位置锁定和记忆。

将阳模对中装置取下，将阴模对中检测工装9和阴模10固成一体，将阴模放在超级管道上工艺孔位置，这时阳模的激光束穿过阴模对中检测工装的中心通孔，在阴模对中检测工装的一块光学玻璃上形成光点16，通过光点调整阴模前、后和左、右位置，使光点处于光学玻璃上中心部位17(见图3)，并进行阴模辅助标识工作，完成阴模与管道工艺孔对中调整。

3）静态水平对中调整完成后，将阳模退出超级管道，并将工艺孔处冲压部位进行加热处理，加热完成后，阳模运动和回位装置将阳模回位到锁定位置。此时压力机面11对超级管道上的阴模施压200±10t，当超级管道主支撑受力下降时，液压缸的压力将增加，这时超级管道主支撑内的压力检测单元将检测数据传输给计算机，计算机通过与静态平衡时液压缸的压力比较，反馈控制液压回路，改变比例阀降低液压回路的压力，使液压回路的压力与静态平衡时压力值相同；同时超级管道主支撑内的位移检测单元将检测数据传输给计算机。在控制主支撑的同时，计算机将副支撑——超级管道副支撑内的位移检测数据读入，并不断的与超级管道主支撑的位移检测数据进行比较，如果有差值12就反馈控制超级管道副支撑的液压回路，使副支撑上升或下降，跟踪保持主支撑位移尺寸，达到主、副支撑的动态平衡。通过与主支撑静态平衡时液压压力比较以及不断的与超级管道主支撑座的位移进行比较，自动跟踪保持副支撑与主支撑位移相同以及主支撑的压力恒定，达到主、副支撑在压模成形过程中的动态平衡。

4）主支撑A的主液压缸19的工作过程：上升—工作位平衡—受力下降—限位停止—反顶加载—卸载—回位停止。副支撑B的副液压缸20的工作过程与上述基本一致：上升—工作位平衡—跟随下降—限位停止—反顶加载—卸载—回位停止（见图6）。

上升：主液压泵（32MPa）→电动换向阀置左位→单向阀→液压缸下腔。

工作位平衡：电动换向阀置中间位，封闭液压缸进回液腔，保持超级管道位置。

受力下降（恒功率）：电动换向阀置右位，液压缸上腔进液，比例流量阀开启控制液压缸下腔，进入恒功率控制模式。

限位停止：当液压缸下降到规定位置，电动换向阀置中间位，封闭液压缸进回液腔，保持超级管道当前位置，

反顶加载（上升）：切换主液压泵（70MPa）→电动换向阀置左位→单向阀→液压缸下腔→加载。

卸载（下降）：电动换向阀置右位→单向阀→液压缸上腔→加载。

5）V形辅助支撑的液压缸21的工作过程（见图7）：上升—工作位保持—下降—回位停止。现就每个工作状态进行说明。

上升：主液压泵（32MPa）→电动换向阀置左位→4个液压缸下腔。

工作位保持：电动换向阀置中间位，封闭4个液压缸进回液腔。

下降：电动换向阀置右位→4个液压缸上腔。

回位停止：主液压泵停机，电动换向阀置中位，封闭液压缸进回液腔。

当超级管道和管道主、副支撑座受力下降到规定位置时，计算机控制液压系统停止，并保持此时位置不变，超级管道的管嘴压模成形。

6）压力机的工作基面再次回压超级管道上的阳模顶端，保持200±10t压力。管道主、副支撑座在计算机控制下开始上升，给超级管道施加的顶力，由于阳模的上端被压力机压住，阳模与超级管道摩擦力被管道主、副支撑座顶力所克服，最终将阳模从超级管道的成形孔中脱离，完成超级管道管嘴成形后的脱模工作。

本发明通过控制超级管道静态水平的调节和支撑，旋转调节和支撑；实现超级管道管嘴成形过程中动态水平状态的顶升和平衡跟随，以及出模过程中顶力的施加和平衡状态的自动调整，确保每个管嘴热挤压后相对位置保持不变，能生产出合格的核电主蒸汽超级管道管嘴。

Claims (1)

1.超级管道管嘴成形过程中动态水平和平衡跟随控制方法，其特征在于具体步骤为：

1）超级管道主支撑、副支撑在计算机控制下，通过液压顶的驱动，将超级管道升高到设定位置；

2）将阳模对中检测工装放入超级管道工艺孔内，然后将阳模对中检测工装与压力机工作基面水平进行调校，通过超级管道X轴向和Y径向调整，保证阳模对中检测工装与压力机工作基面保持一致；然后，阳模运动和回位装置将阳模推至超级管道的工艺孔处，通过阳模的激光束穿过阳模对中检测工装的中心通孔一块光学玻璃上形成光点，判断阳模与工艺孔同轴状态，如超级管道X轴向不一致时，控制液压顶将V形辅助支撑上升，使支撑上动轮组将超级管道顶起，超级管道离开主、副支撑座，通过动轮带动超级管道旋转，待旋转到指定位置时，降下V形辅助支撑；如超级管道Y径向不一致时，通过控制阳模运动和回位装置调整Y径向，使光点处于光学玻璃上中心部位，并将该位置锁定和记忆；

将阳模对中检测工装取下，将阴模对中检测工装和阴模固成一体，将阴模放在超级管道上工艺孔位置，这时阳模的激光束穿过阴模对中检测工装的中心通孔，在阴模对中检测工装的一块光学玻璃上形成光点，通过光点调整阴模前、后和左、右位置，使光点处于阴模标尺中心部位，并进行阴模辅助标识工作，完成阴模与管道工艺孔对中调整；

3）静态水平对中调整完成后，将阳模退出超级管道，并将工艺孔处冲压部位进行加热处理，加热完成后，阳模运动和回位装置将阳模回位到锁定位置；此时压力机面对超级管道上的阴模施压200±10t，当超级管道主支撑受力下降时，液压缸的压力将增加，这时超级管道主支撑内的压力检测单元将检测数据传输给计算机，计算机通过与静态平衡时液压缸的压力比较，反馈控制液压回路，改变比例阀降低液压回路的压力，使液压回路的压力与静态平衡时压力值相同；同时超级管道主支撑内的位移检测单元将检测数据传输给计算机；在控制主支撑的同时，计算机将副支撑——超级管道副支撑内的位移检测数据读入，并不断的与超级管道主支撑的位移检测数据进行比较，如果有差值就反馈控制超级管道副支撑的液压回路，使副支撑上升或下降，跟踪保持主支撑位移尺寸，达到主、副支撑的动态平衡；通过与主支撑静态平衡时液压压力比较以及不断的与超级管道主支撑座的位移进行比较，自动跟踪保持副支撑与主支撑位移相同以及主支撑的压力恒定，达到主、副支撑在压模成形过程中的动态平衡；

4）当超级管道和管道主、副支撑座受力下降到规定位置时，液压系统停止，并保持此时位置不变，超级管道的管嘴压模成形；

5）压力机的工作基面再次回压超级管道上的阳模顶端，保持恒定压力；管道主、副支撑座开始上升，给超级管道施加的顶力，由于阳模的上端被压力机压住，阳模与超级管道的成形管嘴摩擦力被超级管道主、副支撑座顶力所克服，最终将阳模从超级管道的成形管嘴中脱离，完成超级管道管嘴成形后的脱模工作。

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