CN112283192A - 一种铝锭倾翻设备的对中液压系统 - Google Patents

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赵永林
包明迅
宋纯铂
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Abstract

本发明涉及一种铝锭倾翻设备的对中液压系统，属于液压控制设备领域。包括同步动作的四个执行机构、同步动作的四个油缸和四组对中阀组，每个执行机构由一个油缸驱动，每个油缸由一组对中阀组控制；对中阀组包括带阀芯位置反馈的比例换向阀、压力补偿器、平衡阀和压力开关；带阀芯位置反馈的比例换向阀一侧的进油口和出油口分别通过管路与油箱连通，另一侧的两个出油口分别通过管路与油缸的有杆腔和无杆腔连通，在油箱通向比例换向阀的管路上串联压力补偿器，在比例换向阀通向油缸有杆腔和无杆腔的管路上分别串联平衡阀，在平衡阀与油缸无杆腔之间的管路上设置压力开关。受负载压力变化影响小，提高同步精度，保证对中效果。

Description

一种铝锭倾翻设备的对中液压系统
技术领域
本发明属于液压控制设备领域，涉及一种铝锭倾翻设备的对中液压系统。
背景技术
铝锭倾翻设备用来翻转铝锭，翻转铝锭过程中需要对铝锭进行对中操作，对中系统即用于实现对中动作。对中系统包括四个执行机构和四个油缸，每个执行机构由一个油缸驱动，四个油缸的活塞杆同步伸出，带动相应的执行机构也同步伸出，直到四个执行机构均接触到铝锭后，推动铝锭到中间位置，随着压力上升且达到压力开关设定值，表示对中动作完成。传统上，为保持四个油缸同步动作，常使用同步阀或者同步马达，每一同步阀或者同步马达控制一个油缸，由于每一执行机构运动时所受摩擦力是变化的，各执行机构所受摩擦力不相等，导致各油缸所受的负载就不相等，控制油缸同步就非常困难，在现有采用同步阀或者同步马达的同步控制方式下，油缸的同步精度较差。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种铝锭倾翻设备的对中液压系统，以解决现有对中操作中对中同步精度较差的问题。
为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种铝锭倾翻设备的对中液压系统，包括同步动作的四个执行机构、同步动作的四个油缸和四组对中阀组，四个执行机构分成间隔设置的两组，每组内的两个执行机构相互垂直设置，每个执行机构由一个油缸驱动，每个油缸由一组对中阀组控制；对中阀组包括带阀芯位置反馈的比例换向阀、压力补偿器、平衡阀和压力开关；带阀芯位置反馈的比例换向阀一侧的进油口和出油口分别通过管路与油箱连通，另一侧的两个出油口分别通过管路与油缸的有杆腔和无杆腔连通，在油箱通向比例换向阀的管路上串联压力补偿器，在比例换向阀通向油缸有杆腔和无杆腔的管路上分别串联平衡阀，在平衡阀与油缸无杆腔之间的管路上设置压力开关。
进一步，还包括用于测量油缸行程的编码器。
进一步，每两组对中阀组集成于一个阀台上，构成一个整体。
本发明的有益效果在于：
(1)本发明对中阀组采用带阀芯位置反馈的比例换向阀+进口压力补偿器+平衡阀+压力开关的组合，与油缸共同形成液压控制回路。带阀芯位置反馈的比例换向阀的作用是，保证给定一定的比例信号时其阀芯位置都相同，减小阀芯受液动力的影响。压力补偿器的作用是，当阀芯处于平衡位置而负载压力变换时，作用于比例换向阀阀口的前后压力差Δp将保持常数。由于压力补偿器有明显的缺点：它在减速制动过程特别是当减速制动压力高于由比例换向阀弹簧设定的阀口处压差时，就不能正常工作，所以通过加设平衡阀保证平稳减速制动，确保压力补偿器正常工作。相较于采用同步阀或者同步马达的同步控制方式，本发明对负载压力变化具有更好的适应能力，同步精度更高。
(2)本发明通过编码器检测油缸行程，将编码器融入液压控制回路中，提高控制精度。
本发明的其他优点、目标和特征在某种程度上将在随后的说明书中进行阐述，并且在某种程度上，基于对下文的考察研究对本领域技术人员而言将是显而易见的，或者可以从本发明的实践中得到教导。本发明的目标和其他优点可以通过下面的说明书来实现和获得。
附图说明
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：
图1为本发明各执行机构的布置示意图；
图2为本发明对中阀组的原理示意图；
图3为本发明对中阀组的结构示意图。
附图标记：压力补偿器1、减压阀11、梭阀12、比例换向阀2、平衡阀3、压力开关4、油缸5、阀台6、执行机构7。
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。
其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
请参阅图1～图3，为一种铝锭倾翻设备的对中液压系统，包括四个执行机构7、四个油缸5和四组对中阀组，四个执行机构7分成间隔设置的两组，每组内的两个执行机构7相互垂直设置，每个执行机构7由一个油缸5驱动，每个油缸5由一组对中阀组控制。
对中阀组包括带阀芯位置反馈的比例换向阀2、压力补偿器1、平衡阀3和压力开关4；带阀芯位置反馈的比例换向阀2一侧的进油口P和出油口T分别通过管路与油箱连通，另一侧的出油口A通过管路与油缸5的无杆腔连通，出油口B通过管路与油缸5的有杆腔连通，在油箱通向比例换向阀2的管路上串联压力补偿器1，在比例换向阀2通向油缸5有杆腔和无杆腔的管路上分别串联平衡阀3，在平衡阀3与油缸5无杆腔之间的管路上设置压力开关4。
本实施例中，压力补偿器1包括减压阀11和与其相连的梭阀12，减压阀11串联在油箱通向比例换向阀2的管路上，梭阀12分别与比例换向阀2、平衡阀3之间的两段管路连通。
该对中液压系统还包括用于测量油缸5行程的编码器，编码器设置于油缸5下方，油缸5伸出时将编码器拉出，油缸5的位移与编码器数值相对应，从而通过编码器实时测量油缸5的行程，并将油缸5的行程参数反馈到比例换向阀2，利用电控程序，调整比例换向阀2的信号，进而调整油缸5的速度，实现油缸5位移与速度的闭环控制。
为了使结构更加紧凑，每两组对中阀组集成于一个阀台6上，构成一个整体。阀台6上的两组对中阀组对称布置，对中阀组所包含的比例换向阀2、压力补偿器1、平衡阀3和压力开关4在阀台6上按照从上至下的位置关系来布置。
本实施例中，四个油缸5的活塞杆同步伸出，带动相应的执行机构7同步伸出，在没接触到铝锭前，每个执行机构7的负载压力P2就是所受的摩擦力大小。由于有压力补偿器1+平衡阀3的配置，此时比例换向阀2前后压力差为Δp＝P1-P2＝Fr/A1＝常数，其中，P1为阀前压力，P2为阀后压力，也为负载压力，Fr为弹簧力，A1为弹簧的作用面积。当负载压力P2变化时，只要满足外加压差Ps-P2＞压力补偿器1设定值，Ps为外加压力，就能起到流量控制作用，保证比例换向阀2前后的压力差恒定。
油液在比例换向阀2中流动时会受到液动力的影响，当用普通比例换向阀2时，给定一定的比例信号，此时比例换向阀2的阀芯会受液动力影响，比例换向阀2开口度会受液动力影响有所不同。采用带阀芯位置反馈的比例换向阀2，可以提高比例换向阀2开口度的位置精度，进而保证比例换向阀2的流通面积相同。
根据流量公式Q＝Cd·A·Δp，Cd为阀的流量系数，与雷诺数有关，A为阀的流通面积，Δp为阀前后的压差。要保证各油缸5及执行机构7速度同步，就是保证油液流量一定，只要保证影响流量的参数Cd、A、Δp这三者一定，那么油缸5及执行机构7速度就相同。
对中操作时，四个油缸5的活塞杆同步伸出，带动与其相连的执行机构7同步伸出，当其中一组的两个执行机构7先接触到铝锭时，其对应的阀后压力P2将升高到能将铝锭推动的力，只要保证PS-P2大于压力补偿器1设定值，压力补偿器1就仍起作用，也将保持比例换向阀2前后压力差Δp不变(如果PS-P2小于压力补偿器1设定值，压力补偿器1不起作用，此时比例换向阀2前后压力差就会受负载压力大小的影响)。另一组的两个执行机构7尚未接触到铝锭，其对应的换向比例阀前后压力差也为Δp，与接触到铝锭的一组执行机构7对应的换向比例阀前后压力差相同。因此，此时两组执行机构7仍保持同步。直到另一组执行机构7也接触到铝锭后，四个油缸5的无杆腔的压力均上升到压力开关4设定值后，先后接触铝锭的两组执行机构相对应的编码器所显示的油缸5行程误差小于30mm时，表明对中动作完成。
本实施例提供的铝锭倾翻设备的对中液压系统，其对中阀组采用带阀芯位置反馈的比例换向阀2+进口压力补偿器1+平衡阀3+压力开关4的组合，加之与编码器结合的闭环控制，受负载变化影响小，提高同步精度，确保对中效果。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (3)

1.一种铝锭倾翻设备的对中液压系统，其特征在于：包括同步动作的四个执行机构、同步动作的四个油缸和四组对中阀组，四个执行机构分成间隔设置的两组，每组内的两个执行机构相互垂直设置，每个执行机构由一个油缸驱动，每个油缸由一组对中阀组控制；对中阀组包括带阀芯位置反馈的比例换向阀、压力补偿器、平衡阀和压力开关；带阀芯位置反馈的比例换向阀一侧的进油口和出油口分别通过管路与油箱连通，另一侧的两个出油口分别通过管路与油缸的有杆腔和无杆腔连通，在油箱通向比例换向阀的管路上串联压力补偿器，在比例换向阀通向油缸有杆腔和无杆腔的管路上分别串联平衡阀，在平衡阀与油缸无杆腔之间的管路上设置压力开关。
2.根据权利要求1所述的铝锭倾翻设备的对中液压系统，其特征在于：还包括用于测量油缸行程的编码器。
3.根据权利要求1所述的铝锭倾翻设备的对中液压系统，其特征在于：每两组对中阀组集成于一个阀台上，构成一个整体。
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