步进式加热炉液压系统设计方案的探讨

　　0 概述

　　随着冶金轧钢工艺自动化程度不断提高，步进式加热炉以其灵活的加热方式、加热质量好，炉长不受限制、操作方便、易于实现自动控制等优点，被愈来愈多新建的轧钢加热炉采用。液压传动因其体积小、负荷大、易于实现机电一体化控制等优势，在步进式加热炉中有广泛的应用。

　　步进机构通常按矩形轨迹运动，一个运动周期由4个动作组成： (1)动梁上升，托起料坯； (2)动梁及料坯按设定好的步距前进一定距离； (3)动梁下降，将料坯放在静梁上； (4)动梁水平移动退回起始位置。步进动作周期根据生产工艺要求控制在一定的范围内。步进梁升降过程中要能实现对被加热料坯的轻托轻放，满足所有液压缸启、停均匀变速等要求。如图1所示。

　　图1 步进动作图

　　1 步进液压缸的选择

　　一台轧钢步进式加热炉通常采用一到两根步进梁升降液压缸，一根步进梁平移液压缸。液压缸缸径及活塞杆杆径大小取决于所承受的外界负载。步进式加热炉液压缸的安装方式目前主要有以下两种型式，如图2所示。图2(a)所示方式是提升液压缸安装于步进机构一侧，中间通过一同步轴连接，以液压缸有杆腔作为承载腔，活塞杆承受提升拉应力，在同等液压系统工作压力下，液压缸选型较大，且液压缸轴封装置长期处于高压状态，对活塞杆密封有较高要求。

　　图2(b)所示方式是提升液压缸安装在底部，直接驱动提升框架，液压缸活塞杆承受压应力，因液压缸无杆腔作为驱动腔。选型相对可较小，步进机械依靠自重下降，液压缸轴封长期处于低压状态，活塞杆密封就简单多了。故从减小液压缸的尺寸、减少液压缸密封泄漏和故障率、简化传动设备、提高设备使用寿命考虑，新建步进加热炉应采用图2 (b)所示的安

　　装型式。

　　图2 步进液压缸的安装方式

　　2 液压泵站的选择

　　根据步进周期长短和液压缸大小，可相应选择液压泵。早期从造价等因素考虑，加热炉液压泵站常选用定量泵出口配中位卸荷的电磁溢流阀型式，这种配置液压泵的最大供油能力是与执行元件最大需用油量相适应的，但在不同的液压缸动作及液压缸动作速度变化时，势必造成液压泵出口油液高压溢流，液压系统功率损耗大，油液发热大。随着高压变量泵的普

　　及，新建的步进加热炉液压站大多开始采用恒压变量泵，这种配置液压泵输出流量的多少随执行元件所需流量多少而变化，较之定量泵系统而言，功率损耗降低，油液发热减少。对于一个泵站供多个步进加热炉使用的场合，泵站配置往往会较庞大，因步进式加热炉液压系统工作压力通常允许在一定范围内变化，可在液压泵站安装一定数量的蓄能器作为辅助能源，能有效减少总装机容量，降低设备投资，对吸收冲击振动也有一定的效果。