CN104500483B - 周期轧管机及其流量与压力快速切换液压控制装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，包括第一进油管路、第二进油管路、第一出油管路、回油管路、第一两通插装阀、第一换向阀，所述第二进油管路与第一出油管路连通，第一两通插装阀的进油口与第一进油管路连通，第一换向阀能够选择性地将第一两通插装阀的弹簧腔与第一进油管路或者回油管路连通；还包括第二两通插装阀、第二换向阀、第一液阻以及单向节流阀，单向节流阀能够对流出弹簧腔的液压油进行限流；所述第二两通插装阀的进油口连接在第一液阻和单向节流阀之间，其出油口与第一出油管路相连通；第二换向阀能够选择性地将第二两通插装阀的弹簧腔与第一进油管路或者回油管路连通。本发明还提出了相应的周期轧管机。

Description

周期轧管机及其流量与压力快速切换液压控制装置

技术领域

本发明涉及一种液压控制系统，具体涉及一种周期轧管机及其流量、压力快速切换液压控制装置。

背景技术

周期轧管机是无缝钢管生产的重要设备。周期轧管机的液压控制系统主要用于实现周期轧管机的主机调整、锁紧；出口辊道升降以及喂料器的喂送轧制等工艺动作。参见图1及图2，喂料器1的喂送轧制是通过喂送油缸2的具体工艺动作实现的。具体如下：

喂料器1把穿棒后的毛管3以一定的送进量送到周期轧管机4进行轧制，喂料器1的送进力和送进量是通过喂送油缸2提供的。在周期轧管机4进行往复轧制时，喂送油缸2要以稳定的速度前进，保证轧制的稳定性。如图1和图2所示，喂料器1和喂送油缸2刚性联接。轧制前，喂送油缸2活塞杆伸出，喂料器1在待料位，穿棒后的毛管3位于喂料器1前端的卡槽内。轧制时，喂送油缸2带动喂料器1推动穿棒后的毛管3前进至周期轧管机4进行轧制。轧制结束，喂送油缸2回退脱棒，然后快速返回至待料位，准备下次轧制。在上述轧制过程中，喂送油缸2的具体工艺动作为：轧制时，快速前进—减速慢进—轧制工进；轧制结束，回退脱棒—快速回退—减速停止。

由于喂送油缸2工作行程长，轧制前必须快速进入轧机，防止毛管温降太大，影响轧制效率。轧制结束，完成脱棒后必须快速回退至待料位，以免影响下一根毛管进料。因此，周期轧管机的液压系统为高压、大流量系统，且喂送油缸2动作频繁，高、低压切换频繁，使得液压系统具有动能变化大，动作惯性大，振动大，液压冲击大，稳定性差，对轧机设备危害性大的特点。

现行的周期轧管机的流量、压力快速切换液压控制装置如图3所示，进油口P1、P2，电磁换向阀5，两通插装阀盖板6，两通插装阀组件7，梭阀8，单向节流阀9，电子压力继电器10，出油口P3、P4(分别连接喂送油缸2和周期轧管机4的其他执行元件)通过第一压力油路7a，第二压力油路7b，泄油油路以及控制油路连接组成流量、压力切换液压控制回路。

压力油通过进油口P1，第一压力油路7a经两通插装阀组件7连通出油口P3、P4。压力油通过进油口P2，第二压力油路7b直接连通出油口P3、P4。

电磁换向阀5为两位四通阀，具有进油口5p，回油口5t，第一工作油口5a和第二工作油口5b。进油口5p通过控制油路经梭阀8分别连接于第一压力油路7a和第二压力油路7b。回油口5t通过泄油油路经单向节流阀9连接于泄油口L。第一工作油口5a通过控制油路经两通插装阀盖板6(带节流功能)连通两通插装阀组件7的弹簧腔7c。第二工作油口5b截止，不与任何油路连通。

电磁换向阀5的电磁铁Y1得电时，进油口5p连通第二工作油口5b，截止；第一工作油口5a连通回油口5t，两通插装阀组件7的弹簧腔7c卸压，使得两通插装阀主阀芯7d逐渐开启。电磁换向阀5的电磁铁Y1断电时，压力油通过进油口P1、P2经梭阀8压力选择，通过电磁换向阀5作用在两通插装阀组件7的弹簧腔7c，使得两通插装阀主阀芯7d在液压力和弹簧力的作用下，快速关闭。

电子压力继电器10连接于第二压力油路7b，用于检测管路中的压力。

现有技术的液压控制回路的工作原理如下：喂送油缸2快速前进，快速回退时，电磁换向阀5的电磁铁Y1得电，两通插装阀组件7的弹簧腔7c卸压，单向节流阀9调节卸压速度，主阀芯7d快速开启，产生较大振动和压力波动。

两通插装阀主阀芯7d快速开启，进油口P1、P2同时供油，提供系统最大流量，实现喂送油缸2快速前进和快速回退。喂送油缸2减速慢进，轧制工进，回退脱棒时，电磁换向阀5的电磁铁Y1断电，压力油通过进油口P1、P2经梭阀8压力选择，通过电磁换向阀5作用在两通插装阀组件7的弹簧腔7c，使得两通插装阀主阀芯7d在液压力和弹簧力的作用下，快速关闭。实现流量，压力快速切换。

现有液压控制回路的缺点为：喂送油缸2快速前进--减速慢进快速切换时，两通插装阀主阀芯7d快速关闭，第二压力油路7b产生瞬间高压，使喂送油缸2产生突然加速，进而第二压力油路7b压力瞬间降低，使系统产生较大的振动和液压冲击，同时伴随较大的噪音。喂送油缸2快速前进，快速回退时，两通插装阀主阀芯7d快速开启，喂送油缸2启动加速，过大的瞬时流量使第二压力油路7b压力瞬间大幅降低，使系统产生较大的振动和液压冲击。周期轧管机的轧制为往复锻轧，轧制工进时，喂送油缸2需承受往复变化的冲击负载，这样就造成第二压力油路7b压力随负载忽大忽小变化，使系统运行不稳定，容易造成安全事故。

另外，电磁换向阀5的阀芯为滑阀结构，存在内泄漏，不能可靠保证两通插装阀主阀芯7d无泄漏密封。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供一种液压冲击小的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置。

本发明的另一目的在于提供一种相应的周期轧管机。

本发明的额外方面和优点将部分地在下面的描述中阐述，并且部分地将从描述中变得显然，或者可以通过本发明的实践而习得。

根据本发明的一个方面，一种周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，包括第一进油管路、第二进油管路、第一出油管路、回油管路、第一两通插装阀、第一换向阀，所述第二进油管路与第一出油管路连通，第一两通插装阀的进油口与第一进油管路连通，第一两通插装阀具有与第一进油管路连通的进油口以及与第一出油管路连通的出油口，所述第一换向阀能够选择性地将第一两通插装阀的弹簧腔与第一进油管路或者回油管路连通；还包括第二两通插装阀、第二换向阀、第一液阻以及单向节流阀，所述第一液阻和单向节流阀依次串接在所述第一两通插装阀的弹簧腔和第一换向阀之间，所述单向节流阀能够对流出第一两通插装阀弹簧腔的液压油进行限流；所述第二两通插装阀的进油口连接在第一液阻和单向节流阀之间，其出油口与第一出油管路相连通；所述第二换向阀能够选择性地将第二两通插装阀的弹簧腔与第一进油管路或者回油管路连通。

根据本发明的一实施方式，在所述第二换向阀与第一进油管路之间连接有梭阀，所述梭阀具有两个进油口和一个出油口，所述梭阀的出油口与第二换向阀相连，两个进油口分别与第一进油管路和第二进油管路相连。

根据本发明的一实施方式，在梭阀与第二换向阀之间连接有第二液阻。

根据本发明的一实施方式，还包括能够与第一出油管路连通、对第一出油管路的液压力进行检测的电子压力继电器。

根据本发明的一实施方式，所述第一两通插装阀的出油口设置为两个，这两个出油口分别与第一出油管路和电子压力继电器连通。

根据本发明的一实施方式，在第二两通插装阀的弹簧腔与第二换向阀之间设有具有节流功能的两通插装阀盖板。

根据本发明的一实施方式，所述第一换向阀和第二换向阀均为电磁球阀。

根据本发明的一个方面，一种周期轧管机，包括上述的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置。

由上述技术方案可知，本发明的有益效果在于：

本发明周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置中，第一两通插装阀的弹簧腔中的液压油在进出弹簧腔时，可以受到第一液阻和单向节流阀的缓冲作用，使得第一两通插装阀的打开或者关闭的过程比较平缓，从而能够有效地降低液压冲击。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本发明的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是周期轧管机在轧制前的喂送装置的示意图；

图2是周期轧管机在轧制过程中的喂送装置的示意图；

图3是周期轧管机现有液压控制回路的示意图；

图4是本发明周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置的示意图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本发明将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

如图4所示，本发明的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，包括第一进油管路17a、第二进油管路17b、第一出油管路17e、回油管路100、第一两通插装阀17、第一换向阀13、第二两通插装阀15、第二换向阀11、第一液阻14以及单向节流阀18，还包括梭阀19、第二液阻12和两通插装阀盖板16。本控制回路可应用于图1所示的周期轧管机上。

如图4所示，第一进油管路17a具有进油口P1，第二进油管路17b具有进油口P2，第一出油管路17e具有出油口P3。第二进油管路17b与第一出油管路17e连通，从进油口P2进入到第二进油管路17b中的液压油可以直接从第一出油管路17e流出，然后在被输送到图1中的喂送油缸2，使喂送油缸2完成动作。

第一两通插装阀17的进油口与第一进油管路17a连通，在该第一两通插装阀17的弹簧腔17c与第一进油管路17a之间依次串联了单向节流阀18、第一液阻14和第一换向阀13。第一两通插装阀17的出油口设置为两个，其中一个出油口与第一出油管路17e连通，另一个出油口与第二出油管路17f连通。第二出油管路17f的出油口P4可以用于连接其他执行元件，不连接其他执行元件时，该出油可以被封闭。同时，在第二出油管路17f上还可连接有能够与第一出油管路17e连通、对第一出油管路17e的液压力进行检测的电子压力继电器20。

第一换向阀13能够选择性地将第一两通插装阀17的弹簧腔17c与第一进油管路17a或者回油管路100连通。

在本实施方式中，第一换向阀13可采用二位三通的电磁球阀，它具有进油口13p，回油口13t和工作油口13a，工作油口13a与第一液阻14连通，回油口13t与回油管路100连通，进油口13p与第一进油管路17a连通。当第一换向阀13的电磁铁Y3得电时，弹簧腔17c与回油管路100连通，当电磁铁Y3失电时，弹簧腔17c与第一进油管路17a连通。单向节流阀18只是单向地对流出弹簧腔17c的液压油进行限流，而对于流入弹簧腔17c的液压油不会产生影响。第一液阻14的直径可设置为5mm，它能够对双向流经该第一液阻14的液压油进行限流。第一换向阀13不仅可以采用电磁球阀，还可以采用电磁滑阀等形式，但是，采用电磁球阀能够保证密封可靠，避免液压油泄漏。

第二两通插装阀15的进油口连接在第一液阻14和单向节流阀18之间，该第二两通插装阀15的出油口与第一出油管路17e相连通；第二换向阀11的规格型号与第一换向阀13相同。该第二换向阀11能够选择性地将第二两通插装阀15的弹簧腔15c与第一进油管路17a或者回油管路100连通。其中，第二换向阀11的工作油口11a与弹簧腔15c之间通过一个节流装置相连接，本实施方式中，该节流装置选用的是具有节流功能的两通插装阀盖板16，当然也可以选用现成的各种节流阀。通过该两通插装阀盖板16，能够缓冲经过工作油口11a的液压油。在第二换向阀11与第一进油管路17a之间连接有梭阀19，梭阀19具有两个进油口和一个出油口，梭阀19的出油口与第二换向阀11相连的进油口11p相连，并且在两者之间连接有第二液阻12。梭阀19的两个进油口分别与第一进油管路17a和第二进油管路17b相连。第二换向阀11的回油口11t与回油管路100相连接。

第二换向阀11同样也可以采用电磁滑阀等形式。通过设置梭阀19，能够保证第二换向阀11的进油口11p始终有液压油供应。如果第一进油管路17a由于某种原因而突然出现压力下降的状况，那么第二进油管路17b中的液压油会在压力的作用下进入到梭阀19内，为第二换向阀11供油。

当需要喂送油缸2快速前进或者快速回退时，需要第一进油管路17a和第二进油管路17b为第一出油管路17e同时供油。而当需要喂送油缸2慢速前进或后退时，只需要开启第二进油管路17b供油，此时，第一进油管路17a被第一两通插装阀17关闭，当第一出油管路17e中的压力减小的时候，第一进油管路17a将会被打开，为第一出油管路17e中补入液压油，以保持其压力。

当需要喂送油缸2快速前进或者快速回退时，第二换向阀11的电磁铁Y2失电，工作油口11a与进油口11p相通，此时，第二两通插装阀15的弹簧腔15c将会与第一进油管路17a连通，第一换向阀13的电磁铁Y3得电，工作油口13a与回油口13t连通，弹簧腔17c与回油管路100连通。此时，第一进油管路17a中的液压油可以进入到梭阀19中，并经过第二液阻12和第二换向阀11，再经过两通插装阀盖板16，最终到达弹簧腔15c。第二两通插装阀15的阀芯15d在液压油以及弹簧腔15c内部弹簧的作用下，将第二两通插装阀15的进油口关闭。由于第二液阻12以及两通插装阀盖板16能够对流经的液压油产生阻挡，降低液压油的流速和压力，因此，第二两通插装阀15的关闭过程将会非常平缓，不会产生液压冲击现象。第一进油管路17a中的液压油还在第一两通插装阀17的进油口处产生压力，此时，第一进油管路17a的阀芯17d被推动，弹簧腔17c中的液压油在经过单向节流阀18和第一液阻14后，从第一换向阀13流向回油管路100，并从回油管路100的出油口L处流回液压系统的油箱中。弹簧腔17c中的液压油在流出的过程中，受到单向节流阀18和第一液阻14的阻挡，流速比较低，因此，不会在第一两通插装阀17处产生液压冲击现象。

在第一两通插装阀17打开以后，第一进油管路17a和第二进油管路17b最终连通起来，两者共同向第一出油管路17e供油，第一出油管路17e中的液压油流量达到最大，能够满足喂送油缸2的快速动作。

如果要将喂送油缸2由快速前进后退切换到慢速前进后退，就需要减少第一出油管路17e的出油量。此时，使第二换向阀11的电磁铁Y2得电，第一换向阀13的电磁铁Y3失电。第二换向阀11的工作油口11a与回油口11t连通，而第一换向阀13的工作油口13a则与弹簧腔17c连通。此时，第一进油管路17a中的液压油经过第一换向阀13和第一液阻14之后分成两路，一路通过第二两通插装阀15的进油口进入到该第二两通插装阀15内部，并推动阀芯15d移动，使弹簧腔15c中的液压油经过第二换向阀11后到达回油管路100，此时，第二两通插装阀15的进油口与它的出油口将会连通，进入到第二两通插装阀15中的液压油将从第二两通插装阀15的出油口流向第一出油管路17e；流过第一液阻14后的另一路液压油则经过单向节流阀18进入到弹簧腔17c内，使第一两通插装阀17关闭，此时，第二进油管路17b与第一出油管路17e直接连通进行供油，而第一进油管路17a则不能直接通过第一两通插装阀17与第一出油管路17e直接连通。在第一进油管路17a中的液压油必须通过第一换向阀13和第二两通插装阀15，才能到达第一出油管路17e。

由于两通插装阀盖板16和第一液阻14以及单向节流阀18对液压油的阻挡缓冲，使得第一两通插装阀17和第二两通插装阀15的动作比较平缓，不会因为第一换向阀13和第二换向阀11的状态变化而产生液压冲击现象。

第一两通插装阀17与第二两通插装阀15的型号差别较大。因为，第一两通插装阀17作为液压油的主要通路，而第二两通插装阀15则仅仅作为控制阀。本实施方式中，第一两通插装阀17的管口型号为DN100，而第二两通插装阀15的管口型号仅为DN16，因此，从第二两通插装阀15中进入第一出油管路17e中的液压油流量较小，基本可以忽略。在第二两通插装阀15打开后，第一两通插装阀17的弹簧腔17c和出油口之间即通过该第二两通插装阀15连通起来，也就是说，在第二两通插装阀15处形成了一个局部差动回路。

周期轧管机4的轧制过程是往复锻轧，轧制工进时，喂送油缸2承受到往复变化的冲击负载，这就造成了第一出油管路17e的液压力变化。当喂送油缸2的活塞杆向外伸出时，喂送油缸2推动毛管3前进，此时第一出油管路17e中的压力保持稳定，第一两通插装阀17的弹簧腔17c与它的出油口之间的压力保持平衡，在第二两通插装阀15也基本没有液压油通过。当喂送油缸2的活塞杆向内收缩时，喂送油缸2牵引毛管3后退，此时，喂送油缸2受到的阻力减小，第一出油管路17e中的液压油压力会降低。

在第一出油管路17e压力降低的情况下，第二两通插装阀15处的液压油将会进入到第一出油管路17e中，并使得第一两通插装阀17的进油口压力大于弹簧腔17c中的压力，当两者的压力超过弹簧腔17c中弹簧弹力时，该第一两通插装阀17将会被打开，第一进油管路17a中的液压油将通过第一两通插装阀17直接补充进入到第一出油管路17e中，这样一来，第一出油管路17e中的压力将会回升，直到达到新的平衡状态。当喂送油缸2的活塞杆需要重新向外伸出时，第一出油管路17e中的油压又会重新升高，此时第二两通插装阀15中的液压油流量减少，第一两通插装阀17将会关闭。由于第一两通插装阀17的开闭是在它的进油口与弹簧腔17c之间的压差作用下完成的，因此，转换过程比较灵敏，能够随着系统压力变化而快速响应，而且转换过程中不会产生液压冲击。

本发明的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，能够实现液压回路的大小流量的快速切换，而且能够根据压力变化进行自动调节第一两通插装阀17的开闭，在整个过程中能够避免产生液压冲击现象。

在本实施例中还公开了一种周期轧管机，它包括有本实施例中公开的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置。

以上具体地示出和描述了本发明的示例性实施方式。应该理解，本发明不限于所公开的实施方式，相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效布置。

Claims (8)

1.一种周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，包括第一进油管路(17a)、第二进油管路(17b)、第一出油管路(17e)、回油管路(100)、第一两通插装阀(17)、第一换向阀(13)，

所述第二进油管路(17b)与第一出油管路(17e)连通，第一两通插装阀(17)的进油口与第一进油管路(17a)连通，第一两通插装阀(17)的出油口与第一出油管路(17e)连通，

所述第一换向阀(13)能够选择性地将第一两通插装阀(17)的弹簧腔(17c)与第一进油管路(17a)或者回油管路(100)连通；

其特征在于，

还包括第二两通插装阀(15)、第二换向阀(11)、第一液阻(14)以及单向节流阀(18)，

所述第一液阻(14)和单向节流阀(18)依次串接在所述第一两通插装阀(17)的弹簧腔(17c)和第一换向阀(13)之间，所述单向节流阀(18)对流出第一两通插装阀(17)的弹簧腔(17c)的液压油进行限流；

所述第二两通插装阀(15)的进油口连接在第一液阻(14)和单向节流阀(18)之间，其出油口与第一出油管路(17e)相连通；

所述第二换向阀(11)能够选择性地将第二两通插装阀(15)的弹簧腔(15c)与第一进油管路(17a)或者回油管路(100)连通。

2.根据权利要求1所述的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，其特征在于：在所述第二换向阀(11)与第一进油管路(17a)之间连接有梭阀(19)，所述梭阀(19)具有两个进油口和一个出油口，所述梭阀(19)的出油口与第二换向阀(11)相连，两个进油口分别与第一进油管路(17a)和第二进油管路(17b)相连。

3.根据权利要求2所述的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，其特征在于：在梭阀(19)与第二换向阀(11)之间连接有第二液阻(12)。

4.根据权利要求1所述的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，其特征在于：还包括能够与第一出油管路(17e)连通、对第一出油管路(17e)的液压力进行检测的电子压力继电器(20)。

5.根据权利要求4所述的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，其特征在于：所述第一两通插装阀(17)的出油口设置为两个，这两个出油口分别与第一出油管路(17e)和电子压力继电器(20)连通。

6.根据权利要求1所述的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，其特征在于：在第二两通插装阀(15)的弹簧腔(15c)与第二换向阀(11)之间设有具有节流功能的两通插装阀盖板(16)。

7.根据权利要求1所述的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置，其特征在于：所述第一换向阀(13)和第二换向阀(11)均为电磁球阀。

8.一种周期轧管机，其特征在于：包括如权利要求1至6中任一所述的周期轧管机流量与压力快速切换液压控制装置。