CN102728623B - 一种轧辊平衡液压控制系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种轧辊平衡液压控制系统，关键在于：所述控制系统包括：操作侧单腔控制回路、操作侧背压回路、传动侧单腔控制回路和传动侧背压回路，其中操作侧单腔控制回路包括：三通比例减压阀，三通比例减压阀的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通比例减压阀的A口连接至电磁换向阀的P口，电磁换向阀的T口连接至外部回油管道；本发明提出了对轧辊传动侧和操作侧两个液压缸下腔单独进行压力控制的方法，使传动侧和操作侧可以设置不同的平衡力，从而使轧辊传动侧和操作侧在上升和下降方向上具有完全相同的条件，极大地提高了在线辊缝调节的精度。
Description
技术领域
本发明涉及一种轧辊平衡液压控制系统，用于轧辊平衡装置的控制。
背景技术
轧辊平衡装置主要用来平衡轧辊及轴承座等装配的重量，以消除由于轧辊、轴承座与压下螺丝之间以及压下螺丝与压下螺母之间存在间隙所造成的轧辊咬入轧件时产生的冲击。轧辊平衡装置主要有弹簧平衡、重锤平衡和液压平衡3种方式。液压平衡装置因具有机械结构紧凑、工作平稳、速度响应快、操作和拆卸方便等特点，得到广泛的应用。目前已有的液压平衡装置大都采用简单的单液压缸或多液压缸集中液压控制，即通过一个液压阀控制单个或多个液压缸动作，各液压缸内平衡压力相同，且各液压缸内不设置位移传感器。但由于轧辊传动侧传动用万向接轴的存在造成其传动侧和操作侧的受力不同，故采用简单的单液压缸或多液压缸集中液压控制不能使轧辊传动侧和操作侧在上升和下降方向上具有完全相同的条件，降低了在线辊缝调节的精度和响应速度，且无法进行位置控制。
发明内容
本发明的目的是提供一种对轧辊传动侧和操作侧两个液压缸单独进行控制的轧辊平衡液压控制系统。
本发明采用以下的技术方案：一种轧辊平衡液压控制系统，其特征在于：所述控制系统包括：
操作侧单腔控制回路、操作侧背压回路、传动侧单腔控制回路和传动侧背压回路，其中
操作侧单腔控制回路包括：三通比例减压阀，三通比例减压阀的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通比例减压阀的A口连接至电磁换向阀的P口，电磁换向阀的T口连接至外部回油管道；电磁换向阀的B口通过整流板、调速阀、液控单向阀连接至液压缸下腔；液压缸下腔设有压力传感器；
电磁换向阀的P口、T口分别连接至外部进油管道和外部回油管道，B口连接至液控单向阀的控制油口；
操作侧背压回路，包括三通减压阀，三通减压阀的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通减压阀的A口连接至电磁换向阀的P口，电磁换向阀的T口连接至外部回油管道；电磁换向阀的A口连接至液压缸上腔；
传动侧单腔控制回路包括：三通比例减压阀，三通比例减压阀的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通比例减压阀的A口连接至电磁换向阀的P口，电磁换向阀的T口连接至外部回油管道；电磁换向阀的B口通过整流板、调速阀、液控单向阀连接至液压缸下腔；液压缸下腔装有压力传感器；
电磁换向阀的P口、T口分别连接至外部进油管道和外部回油管道，B口连接至液控单向阀的控制油口；
传动侧背压回路包括三通减压阀，三通减压阀的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通减压阀的A口连接至电磁换向阀的P口，电磁换向阀的T口连接至外部回油管道；电磁换向阀的A口连接至液压缸上腔。
为了提高系统的可靠性与安全性，所述操作侧单腔控制回路还包括安全阀，安全阀通过内部油道分别连接液压缸下腔和外部回油管道，当液压缸或液压阀出现故障时，进行相应的泄油工作，起到安全保护作用。
所述传动侧单腔控制回路还包括安全阀，安全阀通过内部油道分别连接液压缸下腔和外部回油管道，当液压缸或液压阀出现故障时，进行相应的泄油工作，起到安全保护作用。
本发明具有如下优点：
（1）本发明提出了对轧辊传动侧和操作侧两个液压缸下腔单独进行压力控制的方法，使传动侧和操作侧可以设置不同的平衡力，从而使轧辊传动侧和操作侧在上升和下降方向上具有完全相同的条件，极大地提高了在线辊缝调节的精度；
（2）通过单腔压力控制可以随时保证传动侧和操作侧的平衡力恒定不变，两侧液压缸上升和下降与压下装置的匹配速度可以通过调速阀随意调整，跟随性好，响应速度快；
（3）通过传动侧和操作侧液压缸内置的位移传感器可以监控轧辊辊缝和轧辊的位置，从而可以和换辊装置配合实现轧机自动快速换辊。
附图说明
图1为本发明的工作机构示意图；
图2为本发明的操作侧液压原理图；
图3为本发明的传动侧液压原理图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施作进一步说明：
如图1所示：
轧辊平衡装置c在传动侧和操作侧各有一个双作用双活塞杆油缸，分别垂直安装在轧机牌坊装配a中传动侧和操作侧牌坊的外部，两侧油缸下部活塞杆通过一个框架式的横梁连接起来，上工作辊装配b挂在这个框架式的横梁上，随着整个轧辊平衡装置c上升或下降。工作辊装配的辊缝通过电动压下装置（或液压压下装置）驱动上工作辊装配b上下调整。由于上工作辊装配b挂在上工作辊平衡装置c上，所以辊缝调整时上工作辊平衡装置要一起随动。
如图2、3所示：
单腔控制回路为两组：操作侧单腔控制回路包括：三通比例减压阀1-1的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通比例减压阀的A口连接至电磁换向阀2-1的P口，电磁换向阀2-1的T口连接至外部回油管道；电磁换向阀2-1的B口通过整流板3-1、调速阀4-1、液控单向阀5-1连接至液压缸9-1下腔；
电磁换向阀6-1的P口、T口分别连接至外部进油管道和外部回油管道，B口连接至液控单向阀5-1的控制油口；
安全阀7-1通过集成块内部油道分别连接液压缸下腔和外部回油管道，当液压缸或液压阀出现故障时，进行相应的泄油工作，起到安全保护作用；
液压缸9-1下腔装有压力传感器8-1，使得系统也可以进行闭环控制。工作方式如下：控制器接收到目标命令信号及压力传感器8-1的反馈信号以后，通过闭环计算发出控制信号，从而实现三通比例减压阀1-1开口度控制；三通比例减压阀1-1的P口的压力油经比例减压阀减压后再通过电磁换向阀2-1、整流板3-1、调速阀4-1、液控单向阀5-1进入到液压缸9-1下腔，通过对三通比例减压阀1-1开口度的动态控制实现对液压缸9-1下腔压力的动态控制，从而使得液压缸9-1下腔的压力达到并保持在目标值。
传动侧单腔控制回路包括：三通比例减压阀1-2的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通比例减压阀1-2的A口连接至电磁换向阀2-2的P口，电磁换向阀2-2的T口连接至外部回油管道；电磁换向阀2-2的B口通过整流板3-2、调速阀4-2、液控单向阀5-2连接至液压缸9-2下腔；液压缸9-2下腔装有压力传感器8-2；
电磁换向阀6-2的P口、T口分别连接至外部进油管道和外部回油管道，B口连接至液控单向阀的控制油口；
安全阀7-2通过集成块内部油道分别连接液压缸下腔和外部回油管道，当液压缸或液压阀出现故障时，进行相应的泄油工作，起到安全保护作用；
第二组单腔控制回路与第一组单腔控制回路的控制原理相同，在此不再复述。
每个单腔控制回路各对应一个背压回路，用于轧制、换辊过程中提供一个恒定的背压；
背压回路为两组：操作侧背压回路包括：三通减压阀10-1的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通减压阀10-1的A口连接至电磁换向阀11-1的P口，电磁换向阀11-1的T口连接至外部回油管道；电磁换向阀11-1的A口连接至液压缸9-1上腔；
三通减压阀10-1的P口的压力油经减压阀减压后再通过电磁换向阀11-1进入到液压缸9-1上腔，提供一个恒定的背压；
当电磁换向阀11-1的b端得电时，压力油进入液压缸9-1上腔建立背压；当电磁换向阀11-1的a端得电时，液压缸9-1上腔与外部回油管道连通，背压释放；三通减压阀10-1具有溢流功能，当出现憋压时，进行泄油工作，起到安全保护作用；
传动侧背压回路包括：三通减压阀10-2的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；三通减压阀10-2的A口连接至电磁换向阀11-2的P口，电磁换向阀11-2的T口连接至外部回油管道；电磁换向阀11-2的A口连接至液压缸9-2上腔；
第二组背压回路控制原理和第一组背压回路控制原理一样，在此不再复述；
轧辊平衡装置工作时，传动侧和操作侧液压缸在上升和下降过程中的同步通过带整流板的调速阀4-1、4-2来实现，从而使连接两侧油缸下部活塞杆的框架式横梁及挂在其上的轧辊在上升和下降过程中始终保持水平；上升和下降的速度可以通过调节调速阀4-1、4-2来调整并与压下装置速度进行匹配，从而使轧辊平衡装置始终紧贴压下装置并与其同步动作；
当轧制过程中需要减小辊缝时，压下装置压下，轧辊平衡装置以匹配速度同步下降，两侧液压缸活塞随动，下腔压力升高，三通比例减压阀1-1、1-2将部分压力油溢流，从而保证轧辊平衡装置快速响应并跟随压下；同时通过两侧液压缸9-1、9-2内置的位移传感器12-1、12-2监控轧辊平衡装置及轧辊的位置变化从而计算出在辊缝值；
当轧制过程中需要增大辊缝时，压下装置上升，轧辊平衡装置以匹配速度同步上升，两侧液压缸活塞随动，上腔压力升高，三通减压阀10-1、10-2将部分压力油溢流，从而保证轧辊平衡装置快速响应并跟随上升；同时通过两侧液压缸9-1、9-2内置的位移传感器12-1、12-2监控轧辊平衡装置及轧辊的位置变化从而计算出在线辊缝值；
当轧机换辊时，两侧电磁换向阀2-1、2-2失电，两侧液压缸下腔与外部回油管道连通，液压缸活塞在上腔背压的作用下下降，从而使轧辊平衡装置及轧辊整体下降，并根据两侧液压缸9-1、9-2内置的位移传感器12-1、12-2标定的换辊位置，对其进行位置控制，并与换辊装置配合实现半自动或全自动换辊。
Claims (3)
1.一种轧辊平衡液压控制系统，其特征在于：所述控制系统包括：
操作侧单腔控制回路、操作侧背压回路、传动侧单腔控制回路和传动侧背压回路，其中
操作侧单腔控制回路包括：操作侧三通比例减压阀（1-1），操作侧三通比例减压阀（1-1）的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；操作侧三通比例减压阀（1-1）的A口连接至操作侧第一电磁换向阀（2-1）的P口，操作侧第一电磁换向阀（2-1）的T口连接至外部回油管道；操作侧第一电磁换向阀（2-1）的B口通过操作侧整流板（3-1）、操作侧调速阀（4-1）、操作侧液控单向阀（5-1）连接至操作侧液压缸（9-1）下腔；操作侧液压缸（9-1）下腔设有操作侧压力传感器（8-1）；
操作侧第二电磁换向阀（6-1）的P口、T口分别连接至外部进油管道和外部回油管道，B口连接至操作侧液控单向阀（5-1）的控制油口；
操作侧背压回路，包括操作侧三通减压阀（10-1），操作侧三通减压阀（10-1）的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；操作侧三通减压阀（10-1）的A口连接至操作侧第三电磁换向阀（11-1）的P口，操作侧第三电磁换向阀（11-1）的T口连接至外部回油管道；操作侧第三电磁换向阀（11-1）的A口连接至操作侧液压缸（9-1）上腔；
传动侧单腔控制回路包括：传动侧三通比例减压阀（1-2），传动侧三通比例减压阀（1-2）的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；传动侧三通比例减压阀（1-2）的A口连接至传动侧第一电磁换向阀（2-2）的P口，传动侧第一电磁换向阀（2-2）的T口连接至外部回油管道；传动侧第一电磁换向阀（2-2）的B口通过传动侧整流板（3-2）、传动侧调速阀（4-2）、传动侧液控单向阀（5-2）连接至传动侧液压缸（9-2）下腔；传动侧液压缸（9-2）下腔装有传动侧压力传感器（8-2）；
传动侧第二电磁换向阀（6-2）的P口、T口分别连接至外部进油管道和外部回油管道，B口连接至传动侧液控单向阀的控制油口；
传动侧背压回路包括传动侧三通减压阀（10-2），传动侧三通减压阀（10-2）的P口、T口、L口分别连接至外部进油管道、外部回油管道和外部泄油管道；传动侧三通减压阀（10-2）的A口连接至传动侧第三电磁换向阀（11-2）的P口，传动侧第三电磁换向阀（11-2）的T口连接至外部回油管道；传动侧第三电磁换向阀（11-2）的A口连接至传动侧液压缸（9-2）上腔。
2.如权利要求1所述的轧辊平衡液压控制系统，其特征在于：所述操作侧单腔控制回路还包括操作侧安全阀（7-1），操作侧安全阀（7-1）通过内部油道分别连接操作侧液压缸（9-1）下腔和外部回油管道。
3.如权利要求1或2所述的轧辊平衡液压控制系统，其特征在于：所述传动侧单腔控制回路还包括传动侧安全阀（7-2），传动侧安全阀（7-2）通过内部油道分别连接传动侧液压缸（9-2）下腔和外部回油管道。
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