CN2454054Y - 卷取机前液压入口侧导板 - Google Patents

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孔祥林
李永泰
邓永泉
方振兴
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China Erzhong Group Deyang Heavy Industries Co Ltd
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Abstract

一种卷取机前液压入口侧导板,具有相同结构的传动侧、操作侧包括机械执行机构和电控部分及液压阀站。其箱形结构的侧导板的喇叭段与平行段连接,平行段上有可换导板,同步轴用联轴器与推杆下面的齿轮轴联接,每条推杆设有侧压轮和上压轮、下托轮,每侧导板有一个在导板中部驱动的液压缸。它使侧导板有足够的夹持力,导板的对中误差小,导板工作始终保持平行,而且结构简单、便于维修。

Description

卷取机前液压入口侧导板
本实用新型涉及大型热连轧机生产线上的一种设备--卷取机前侧导板，特别是一种卷取机前液压入口侧导板。
据申请人所知：目前，国内现有的大型热连轧机生产线上的卷取机前侧导板均为德国SMS公司、日本IHI公司和意大利INNSE公司设计，国内合作制造厂制造机械设备，电控部分及液压部分由国外公司设计供货。这些卷取机前侧导板均包括机械执行机构和电气控制部分及液压控制部分，其机械结构设置不同，尚存在着以下不同的问题。
德国SMS公司设计的卷取机前侧导板(用于邯钢1680薄板坯连铸连轧)，每边有两个推杆，每个推杆均由一个液压缸驱动。因此，一台侧导板设备需要四个液压缸驱动，同步控制比较复杂。
日本IHI公司设计的卷取机前侧导板(用于武钢1700和鞍钢1780热连轧机)，每边由一个液压缸驱动，但同步轴要随侧导板一同开闭，机器结构较复杂。
意大利INNSE公司设计的卷取机前侧导板(用于攀钢1450热连轧机)，采用丝杆螺母机构，长行程由电动机驱动，短行程由气缸驱动。由于在短行程工作时气动产生的导板夹持力不够及两边导板速度不一致，常造成导板出、入口不平行，钢板对中不好，故障频率很高。
本实用新型的目的是针对上述卷取机前侧导板存在的问题，对现有的热轧卷取机前侧导板做了重大改进，设计了一种卷取机前液压入口侧导板。它使侧导板有足够的夹持力，导板的对中误差小，导板工作始终保持平行，而且结构简单、便于维修。
本实用新型的技术方案是这样：一种卷取机前液压入口侧导板，具有相同结构的操作侧、传动侧包括机械执行机构和电气控制部分及液压阀站，机械执行机构包括导板、推杆、同步轴。其箱形结构的侧导板的喇叭段与平行段为销轴连接，平行段上固定有可换导板，设在基础上箱体内的同步轴用联轴器与推杆下面的齿轮轴联接，每条推杆设有四个侧压轮和一个上压轮及一个下托轮，每侧导板有一个在导板中部驱动的液压缸。这种机械结构的侧导板，是将操作信号及检测信号输入电气控制部分，经信号处理控制液压阀站及液压缸，该液压缸驱动机械执行机构，从而实现本实用新型的目的。
电气控制采用外环为位置环、内环为压力环的双闭环控制。
液压阀站设置有伺服控制回路和旁通控制回路。
侧导板的定位控制通过在侧导板位置设定信号和反馈信号在可编程控制器中进行PID运算后，输出到PID及伺服放大器进行压力PID运算并转换为电流信号驱动液压阀站伺服阀来控制液压缸实现。
侧导板的位置测量采用液压缸内置的直线位移传感器，液压缸两腔的压力测量采用压力传感器。
伺服控制回路的直线位移传感器、压力传感器为反馈控制元件与电气控制和液压阀站的伺服阀构成液压伺服闭环控制。
伺服阀和直线位移传感器与电气控制构成位置伺服闭环控制。
伺服阀和压力传感器与电气控制构成压力伺服闭环控制。
以下将要详述的本实用新型实施例，由于采用了上述技术方案，具有这些优点：导板为箱形结构，增加了导板的刚性；每边导板采用齿轮齿条加同步轴结构，保证了导板运动中的平行移动；推杆由上压轮、下托轮和侧压轮限制，运动平稳，无噪音；每侧导板由一个液压缸在导板的中部驱动，左右侧导板间无机械联系；将同步轴设计在基础上箱体内，不再随侧导板一同开闭，简化了结构，方便维护和检修。还有控制部分定位准确，控制精度≤±0.5mm；电气控制及液压控制反应速度快，是丝杆螺母结构的2倍；气缸改用液压缸，导板的夹持力提高了8倍。
结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明：
图1是本实用新型的结构框图。
图2是图1的机械结构图。
图3是图2的A-A剖视图。
图4是图1的液压阀站结构图。
图5是图1的电控部份结构图。
参见图1-图5，本侧导板具有相同结构的传动侧Ds、操作侧Os，该两侧均由电气控制部分11、液压阀站10、液压缸5、机械执行机构构成。它是由操作台12产生的操作信号及检测信号(即液压缸5两腔的压力信号P1A、P1B及侧导板实际位置信号Sf1)输入电气控制部分11，经信号处理后控制液压阀站10及液压缸5，由液压缸5驱动机械执行机构。
机械执行机构(传动侧Ds、操作侧Os的结构完全相同，在图2中的→表示轧制中心线)：箱形结构的侧导板的喇叭段1与平行段2为销轴联接，平行段2上用螺栓固定有可换导板3(当可换导板3磨损后可卸下螺栓更换新的可换导板3)，将同步轴4设在基础上的箱体内，同步轴4用联轴器13与推杆6下面的齿轮轴联接，联接轴8将平行段2与推杆6联接起来(使平行段2与推杆6一起前进或后退)，每条推杆6设有四个侧压轮7和一个上压轮14及一个下托轮15，每侧导板设有一个在导板中部驱动的液压缸5。当液压缸5进油推动平行段2前进(后退)时，推杆6下面的齿条带动齿轮16，保证同侧平行段2平行移动。卷取机前夹送辊9是夹紧钢带送入卷取机的另一设备。
液压阀站10(传动侧Ds、操作侧Ds的结构和功能完全相同，在图4中为其中的一侧结构)设置有伺服控制回路和旁通控制回路，两回路由普通液压元件组成。压力油通过压力油管P接液控单向阀19的进油口，液控单向阀19出油口接伺服阀29的P口，伺服阀29的T口接回油管T，伺服阀29的a、b口接液控单向阀19，伺服阀29的a口通过液控单向阀19接液压(油)缸5的无杆腔，液压缸5有杆腔通过液控单向阀19接伺服阀29的b口，溢流阀21接液压缸5的无杆腔，两数字式压力传感器20分别接液压缸5的有杆腔和无杆腔，电磁换向阀17的a口接液控单向阀19的控制油口，高精度的直线位移传感器31安装在液压缸5中。所述结构构成伺服控制回路。该回路中的直线位移传感器31、压力传感器20为反馈控制元件与伺服阀29及电气控制构成液压伺服闭环控制。叠加式单向阀26、叠加式液控单向阀23、叠加式单向节流阀22、电液换向阀24由螺钉连接成一体构成旁通控制回路。伺服回路和旁通回路用螺栓(螺钉)固定在油路块上。
伺服阀29通过直线位移传感器31和电气控制构成位置伺服闭环控制。伺服阀29通过压力传感器20与电气控制构成压力伺服闭环控制。蓄能器27用于改善伺服控制时液压响应时间。压力传感器20的信号送给电气控制，改变侧导板的定位刚度，并闭环控制刚度。正常工作时，电磁换向阀17的线圈DT1得电，液控单向阀19打开，伺服控制回路工作。旁通控制回路工作时线圈DT1失电。
电气控制部分11(图5中的各小方块均为已有的电子器件，该图中表示了电气控制线路的连接结构)：侧导板传动侧Ds与操作侧Os的电气控制完全一样，以传动侧Ds进行说明：
传动侧Ds的电气控制结构为一双闭环控制，外环为位置环(包括PID及伺服放大器34、伺服阀29、直线位移传感器信号处理器33、直线位移传感器31和可编程控制器30中的数字PID)，内环为压力环(包括PID及伺服放大器34、伺服阀29、压力传感器20、放大器32)。它是由可编程控制器30接收操作台12的操作信号，经逻辑控制L处理后给出侧导板的位置给定信号Sg1，由液压缸5的内置直线位移传感器31检测出侧导板的实际位置，经过直线位移传感器信号处理器33得到侧导板的实际位置信号Sf1。Sg1与Sf1相减得出位置偏差，经过数字PID进行PID运算后，输出压力环给定信号Pg1。液压缸5有杆腔和无杆腔上的压力传感器20检测出相应的压力信号P1A和P1B，经过放大器32处理后得到压差反馈信号Pf1,Pg1与Pf1相减求出压力偏差，经PID及伺服放大器34进行压力PID运算并转换为电流信号驱动伺服阀29来控制液压缸5，从而实现侧导板的定位控制。压差反馈信号Pf1另一路输入可编程控制器30，压差反馈信号Pf1与最大夹持压力Pmax进行比较，如Pf1＞Pmax则将压力环给定信号Pg1切换为Pmax，此时位置环断开。这样可以保证侧导板的夹持力不会超过最大夹持力。
上述电气控制部分的各部件均为现有电子器件(市面可购买)，逻辑控制L、位置给定Sg1、数字PID、最大夹持压力Pmax、Pf1＞Pmax压力比较部件在可编程控制器30中通过软件编程实现。
上述的电气控制和液压控制结构还可以采用其它现有技术控制方式。
本实用新型在攀钢1450热连轧机卷取机区经过半年多的运行证明：设计技术先进、控制方便、工作稳定，快速性及定位精度高。由于减少了事故率，每年可创经济效益316.5万元。本实用新型经运行证明可以替换意大利INNSE公司设计的卷取机前侧导板。

Claims (6)

1．一种卷取机前液压入口侧导板，具有相同结构的操作侧、传动侧包括机械执行机构和电气控制部分及液压阀站，机械执行机构包括导板、推杆、同步轴，其特征在于：箱形结构的侧导板的喇叭段与平行段为销轴连接，平行段上固定有可换导板，设在基础上箱体内的同步轴用联轴器与推杆下面的齿轮轴联接，每条推杆设有四个侧压轮和一个上压轮及一个下托轮，每侧导板有一个在导板中部驱动的液压缸。
2．根据权利要求1所述的卷取机前液压入口侧导板，其特征在于：电气控制采用外环为位置环、内环为压力环的双闭环控制。
3．根据权利要求1所述的卷取机前液压入口侧导板，其特征在于：液压阀站设置有伺服控制回路和旁通控制回路。
4．根据权利要求1所述的卷取机前液压入口侧导板，其特征在于：侧导板的定位控制通过在侧导板位置设定信号和反馈信号在可编程控制器中进行PID运算后，输出到PID及伺服放大器进行压力PID运算、并转换为电流信号驱动液压阀站的伺服阀来控制液压缸实现。
5．根据权利要求1所述的卷取机前液压入口侧导板，其特征在于：侧导板的位置测量采用液压缸内置直线位移传感器，液压缸两腔的压力测量采用压力传感器。
6．根据权利要求1或5所述的卷取机前液压入口侧导板，其特征在于：直线位移传感器、压力传感器为反馈元件与电气控制和液压阀站的伺服阀构成液压伺服闭环控制。
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