步进式加热炉大流量液压系统的优化

　　O 前言

　　步进式加热炉是热轧带钢生产中的重要组成部分。随着现代化的热轧机需配置大型化的上下两面加热、多段供热的步进式加热炉，满足高产、优质、低消耗和生产操作的自动化的工艺要求，因此大流量液压系统在加热炉中的运用越来越广泛。然而引进进口的成套设备并不能满足一些中小企业加热炉项目的要求，因为它价格昂贵、货期长。因此，有必要对这些设备进行整改，重新选型并进行原理设计，以满足生产的需要。

　　1 液压原理介绍

　　加热炉的步进梁动作主要包括升降运动和平移运动，其中升降运动一般由两个油缸同步驱动步进梁将板坯从固定梁上托起和放下，而平移运动则是控制动梁在水平方向的移动。

　　步进梁的升降运动和平移运动都是由液压系统控制的，大部分的液压系统平移回路的原理基本上一致，而升降回路则有几种形式，在大流量液压系统中，较常用的原理如图1和图2所示。

　　图1 升降油缸旁控制回路

　　图2 加热炉液压系统升降阀台主回路

　　上升过程中为图2中实心黑箭头所示，压力油从P口一插装阀1一定差减压阀3一比例节流阀5一插装阀6一A口一图1的插装阀12一升降油缸的无杆腔A，而有杆腔B的油一图2的插装阀9一T口回油箱。此过程比例阀为进油节流控制。

　　下降过程如图2分叉箭头所示，压力油由P,I2I—定差减压阀4一插装阀8一B口一图1的升降油缸的有杆腔B，而无杆腔A的油一插装阀12一图2的A口一插装阀2一插装阀3一插装阀5一插装阀7，最后回到回油管T。此过程比例阀为回油节流控制。

　　2 故障现象

　　加热炉液压系统正常工作压力为15MPa，流量为1 300L／min。在调试过程中，用3台泵， 流量在780L／min以下时，可以正常动作，但工作周期过长，无法满足生产节拍要求。当用4台泵以上，即流量达到1 O00L／min时，上升跟下降都发出啸叫声，并伴有管路巨大的振动，整个步进梁机械结构也跟着振动，无法正常生产。

　　3 故障分析

　　通过观察发现，啸叫声是在快速上升和快速下降时发出的，且A、B出管处压力表有振荡，这很可能是供油不足或供油不畅的表现。而在发生啸叫时，泵的流量已达到1 O00L／min以上，且泵出口压力并无异常表现。这就说明，问题不是出在系统的供油，很可能是升降回路上出现供油不足。根据插装式定差减压阀的结构分析，当系统处于低流量时，减压阀基本上全开，不会产生振动现象，也就不会啸叫。当系统流量加大时，瞬间压力增大过快，此时，弹簧被压缩，减压阀的进油开口度减小，使出口流量减少，压力降低，以起到减压的效果。但冲击过大，瞬间可能致使减压阀的进油开口度减小过多，使得出口流量不足，压力不足，弹簧快速重新复位，进油开口度迅速增大，压力迅速上升，又压缩弹簧。这样周而复始，定差减压阀阀芯与阀套不断地剧烈碰撞，形成“水锤现象”，致使回路供油不足，产生振动，并发出啸叫声。