步进梁式加热炉炉底机械比例液压系统的设计

　　1 步进加热炉的工艺要求

　　1．1 液压系统控制的炉底机械动作

　　步进炉的工作状态如图1所示。

　　(b)逆循环 (c)踏步循坯

　　图1 步进炉的工作状态

　　(1)正循环，正常生产状态，炉内装满坯料。

　　(2)逆循环，坯料自炉底退出。

　　(3)踏步循环，炉内处于保温状态。

　　(4)中间保持，活动和固定梁同时支撑坯料。

　　(5)步进等待，步进梁只做升降运动，不做水平运动。

　　1．2 对步进机械的要求

　　(1)平稳性：等高位0附近对钢坯平稳托放；大质量控制对象的平稳启动和缓冲停止；步进梁下降动作的平稳并安全锁定。

　　(2)准确性：连续的每步进周期启停点的准确性和良好的重复性。

　　(3)可靠性：满足冶金企业连续工作状况对系统可靠性的要求。

　　2 液压系统的设计

　　系统配置一套独立的液压系统为加热炉步进机械提供动力源，以满足步进梁的各种循环运动对步距、速度及冲击负荷的要求，使其在预定的周期内完成各种设定的循环运动。活动梁升降油缸回路体现了该系统的特点。如图2所示。

　　图2 液压系统

　　液压缸上升时，压力油P向上通过比例流量阀再经过控制油路进入液压缸下腔，使活塞杆上升。液压缸的下降运动较其上升运动要复杂的多。因为此时升降油缸活塞杆的受力方向与其运动方向一致，而且对其速度还要进行加减速控制，给液压系统带来了设计上的复杂性。为解决上述问题，简化系统，本设计利用坯料及动梁的自重下压形成差动，油液反向流动并经过与油缸上升时的同一比例阀，使上升运动时的进油节流变为下降时的回油节流。此时供油泵处于卸荷状态，油缸无杆腔在坯料和动梁自重的作用下，经过插装阀3、比例节流阀，

　　打开插装阀1，一部分油液补充到油缸的有杆腔，多余的油液经过三通接头流回油箱。

　　该系统的控制由比例节流调速控制回路、缓冲平衡控制回路、安全溢流和压力控制回路以及辅助系统组成。各回路具有独立的控制功能，并能联合作用，使整个液压系统达到最佳控制状态。

　　2．1 比例节流阀的流量控制计算

　　比例节流阀提供对执行油缸的加速和减速的电子控制，通过阀的流量取决于开口度的大小和油口间的压差。因此执行器流量增减的要求与比例节流阀的输入信号(电流或电压)应该是一一对应的。根据设备性能要求做出速度／流量曲线，并给出准确的反馈位置点，这是执行器与比例阀的重要的接口资料。下面简要说明一下计算过程 如图3所示。