CN103244472A - 一种液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统 - Google Patents

一种液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统 Download PDF

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本发明提供的液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，包括控制液压的电液伺服阀、双出杆结构的伺服液压缸，该双出杆结构的伺服液压缸内设置有位移传感器，该双出杆结构的伺服液压缸上腔和下腔的液压回路分别连接有一压力传感器，双出杆结构的伺服液压缸的下端盖与该双出杆结构的伺服液压缸的活塞杆的下端之间的容器接有一液压回路，该液压回路由连接在电液伺服阀与容器之间的输油管道、回油管道构成。该系统的投资成本和运行成本较低、控制精度高、响应快速，延长了结晶器振动装置的使用寿命。

Description

一种液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统
技术领域
本发明属于伺服液压系统，具体的说是一种结晶器振动液压伺服控制系统，尤其是一种液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统。
背景技术
结晶器振动液压伺服控制系统通常由控制元件（电液伺服阀）、检测元件（位移传感器和压力传感器）、执行元件（伺服液压缸）等组成。液压控制系统采用位置闭环控制，要求系统控制精度高、响应快。结晶器振动伺服液压缸通常采用双出杆结构（单出杆结构伺服液压缸电气控制较为复杂，因为在电液伺服阀换向的瞬间出现巨大的压力跃变，影响系统工作平稳性），振动伺服液压缸在正弦或非正弦运动过程中，伺服液压缸克服的负载为结晶器及振动框架的重力、结晶器与铸坯的摩擦力、缓冲弹簧的反力、导向板簧的反力及实现速度和加速度曲线的惯性力。其中主要克服的负载为结晶器及振动框架的重力负载，而高达十几吨的重力负载会增大伺服液压系统的整个配置和投资成本，降低整个系统的控制精度和快速性。同时平衡结晶器重力的4个缓冲弹簧刚度很难完全相同，容易造成缓冲反力的不均，造成振动的不平稳，容易造成结晶器振动的偏摆，从而使振动伺服液压缸活塞杆承受侧向力，加速磨损而失效。
发明内容
本发明的目的是提供一种液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，使平衡作用在振动伺服液压缸上的结晶器及振动框架的重力，降低伺服液压系统的配置容量大小，减少整个伺服系统的投资成本，提高系统的控制精度和响应。
为此，本发明提供了一种液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，包括控制液压的电液伺服阀、双出杆结构的伺服液压缸，该双出杆结构的伺服液压缸内设置有位移传感器，该双出杆结构的伺服液压缸上腔和下腔的液压回路分别连接有一压力传感器，其特征在于：在所述双出杆结构的伺服液压缸的下端盖与该双出杆结构的伺服液压缸的活塞杆的下端之间增加一个缓冲腔该缓冲腔接有一液压回路，该液压回路由连接在电液伺服阀与缓冲腔之间的输油管道、回油管道构成。
所述输油管道上设置有减压阀。
所述输油管道上设置有蓄能器，该蓄能器置于减压阀与双出杆结构的伺服液压缸之间。
所述蓄能器与双出杆结构的伺服液压缸之间的输油管道设置有微型测压接头。
所述回油管道上设置有安全阀。
本发明与现有技术相比具有的优点：在结晶器振动伺服液压缸的下部通一定压力的液压油，液压油作用在伺服液压缸的活塞杆端部，产生向上的作用力与结晶器及框架的重力相抵消，此时伺服液压缸工作过程中上升和下降时的负载力基本相同，所需的流量和压力较小，整个伺服系统动力源配置容量较小，降低了系统的投资成本和运行成本，并且提高了系统的控制精度、快速性以及结晶器振动装置的使用寿命。
附图说明
图1是本发明实施液压原理图；
图2是双出杆结构的伺服液压缸的下部示意图。
图中：1、电液伺服阀；2、双出杆结构的伺服液压缸；3、位移传感器；40、41，压力传感器；5、蓄能器；6、减压阀；7、安全阀；8、负载；9、上腔；10、下腔；11、输油管道；12、回油管道；13、缓冲腔；2.1、下端盖；2.2、双出杆结构的伺服液压缸活塞杆；2.3、双出杆结构的伺服液压缸间隙密封；M、微型测压接头；P、液压系统供压力油；T、液压系统回油；A、电液伺服阀接伺服液压缸上腔油口；B、电液伺服阀接伺服液压缸下腔油口；P1、经减压阀减压后的压力；QL、伺服液压缸泄漏油流量。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步的详细描述。
为了实现平衡作用在振动伺服液压缸上的结晶器及振动框架的重力，降低伺服液压系统的配置容量大小，减少整个伺服系统的投资成本，提高系统的控制精度和响应的目的，本实施例提供一种图1所示的液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，包括控制液压的电液伺服阀1、双出杆结构的伺服液压缸2，该双出杆结构的伺服液压缸2内设置有位移传感器3，该双出杆结构的伺服液压缸2上腔9和下腔10的液压回路分别连接有一压力传感器40、41，双出杆结构的伺服液压缸2的下端盖2.1（见图2）与该双出杆结构的伺服液压缸2的活塞杆2.2的下端之间的缓冲腔13接有一液压回路，该液压回路由连接在电液伺服阀1与缓冲腔13之间的输油管道11、回油管道12构成。在输油管道11上设置有减压阀6，以确保双出杆结构的伺服液压缸2下部获取的是减压后的具有一定压力的压力油P1，而该液压油则作用于活塞杆2.2的下部，使得活塞杆2.2获得向上的推力。
同时，输油管道11上设置有蓄能器5，该蓄能器5置于减压阀6与双出杆结构的伺服液压缸2之间。而蓄能器5与双出杆结构的伺服液压缸2之间的输油管道11设置有微型测压接头M，可在此对缓冲腔进行压力检测。
回油管道12上设置有安全阀7，确保整个减压液压回路的安全。
双出杆结构的伺服液压缸2内有位移传感器3，在双出杆结构的伺服液压缸2的上腔9和下腔10的液压回路分别连接有压力传感器4，通过电液伺服阀1控制和驱动双出杆结构的伺服液压缸2及负载8（结晶器及振动框架的重力）作正弦或非正弦振动，双出杆结构的伺服液压缸2的下端盖2.1与双出杆结构的伺服液压缸2的活塞杆2.2组成的缓冲腔13内通经过减压阀6减压的液压油，同时在减压回路上设置有蓄能器5及安全阀7，减少压力波动和进行安全保护。
工作时，电液伺服阀1接受计算机通过PLC控制信号发生器设定振动曲线控制双出杆结构的伺服液压缸2，驱动负载8（结晶器及振动框架）运行，并且由位移传感器3和压力传感器4的反馈信号修正振动曲线。通过在双出杆结构的伺服液压缸2的下部缓冲腔13中通入对系统压力减压的压力油P1，压力油P1作用在双出杆结构的伺服液压缸2的活塞杆2.2上，产生向上的作用力，同时经过双出杆结构的伺服液压缸2的活塞杆2.2与间隙密封2.3处泄漏到油箱，泄漏流量为QL，当减压阀6设定的压力合适时，正好与结晶器及振动框架的重力相平衡，使振动伺服液压缸的实际负载力减小。当振动伺服液压缸的负载力减小，伺服液压系统的动力源的流量和压力可同时减小，相应电液伺服阀1的规格也可降低，双出杆结构的伺服液压缸2的规格也可以降低，这样可减少整个伺服液压系统的投资以及运行过程中系统的有用功率（输入功率）和无用功率（系统发热）。同时在减压回路上设置有蓄能器5，可减小振动过程中的减压回路的压力脉动，保证向上的作用力基本不变，与结晶器及振动框架重力很好的抵消。在双出杆结构的伺服液压缸2的下部活塞杆2.2的间隙密封2.3处采用间隙密封，通过间隙密封2.3处的泄漏来带走热量，泄漏流量为QL，同时自动补充经过减压过滤的新油，来保持此处油液的清洁。其中图中P为液压系统供压力油；T为液压系统回油；A为电液伺服阀接伺服液压缸上腔油口；B为电液伺服阀接伺服液压缸下腔油口。
本发明与现有技术相比具有的优点：在结晶器振动伺服液压缸的下部通一定压力的液压油，液压油作用在伺服液压缸的活塞杆端部，产生向上的作用力与结晶器及框架的重力相抵消，此时伺服液压缸工作过程中上升和下降时的负载力基本相同，所需的流量和压力较小，整个伺服系统动力源配置容量较小，降低了系统的投资成本和运行成本，并且提高了系统的控制精度、快速性以及结晶器振动装置的使用寿命。
以上所述仅为本发明的一个具体实例而已，并非限制本发明，本发明可以有各种更改和变化。凡在本实用信息的精神和原则之内，所作的任何修改、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
本实施例没有详细叙述的部件和结构属本行业的公知部件和常用结构或常用手段，这里不一一叙述。

Claims (5)

1.一种液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，包括控制液压的电液伺服阀（1）、双出杆结构的伺服液压缸（2），该双出杆结构的伺服液压缸（2）内设置有位移传感器（3），该双出杆结构的伺服液压缸（2）上腔（9）和下腔（10）的液压回路分别连接有一压力传感器（40、41），其特征在于：在所述双出杆结构的伺服液压缸（2）的下端盖（2.1）与该双出杆结构的伺服液压缸（2）的活塞杆（2.2）的下端之间增加一个缓冲腔（13）该缓冲腔（13）接有一液压回路，该液压回路由连接在电液伺服阀（1）与缓冲腔（13）之间的输油管道（11）、回油管道（12）构成。
2.如权利要求1所述的液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，其特征在于：所述输油管道（11）上设置有减压阀（6）。
3.如权利要求2所述的液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，其特征在于：所述输油管道（11）上设置有蓄能器（5），该蓄能器（5）置于减压阀（6）与双出杆结构的伺服液压缸（2）之间。
4.如权利要求3所述的液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，其特征在于：所述蓄能器（5）与双出杆结构的伺服液压缸（2）之间的输油管道（11）设置有微型测压接头M。
5.如权利要求2或3或4所述的液压式平衡结晶器重力负载的伺服液压缸阀系统，其特征在于：所述回油管道（12）上设置有安全阀（7）。
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