20kg铝锭连续铸造机液压系统的节能改造

　　1 引言

　　20 kg铝锭连续铸造机是一种机、电、液、气一体化的有色冶金设备，是由PLC进行控制的自动化生产线，因此它的自动化程度很高，在铝行业生产中得到了广泛的应用。20 kg铝锭连续铸造机的液压系统主要用于冷运机和堆垛机，为达到连续工作的要求，多个执行元件之间既有同时复合动作的要求又有交叉动作的要求。目前普遍使用的液压系统为保证工作的可靠性，都是由一台定量泵同时给多个执行元件供油，各执行元件的运动速度采用节流调速，容积损失较大，功率利用率较低。现按照工况的要求，在满足功能的前提条件下，通过合理调整执行元件的动作顺序和动作时间，降低系统总功率，并换用较为节能的动力源，以达到节能降耗的目的。

　　2 铝锭连续铸造机的工作原理

　　图1所示为16 t／h铝锭的连续铸机的结构简图。其主要工作流程为：由液压马达带动减速机、链轮和链条按步进方式将铸造成型的高温铝锭引入冷却槽中进行冷却；同时将冷却后的铝锭送到堆垛机入口，进行自动堆垛。堆垛过程中，牵引钩首先伸出接住单个铝锭后收回至整列装置上，待集齐一层数量(除第一层为4块外，其余每5块铝锭为一层)的铝锭后，夹具装置夹住一层铝锭，升降缸提起这层铝锭，升至最高点后小车水平移动到设定位置停止，升降缸下降放下这层铝锭，然后小车按原路返回，完成一个堆垛动作循环

　　图1 铝锭铸造机结构简图

　　3 铝锭铸造机液压系统能耗分析

　　铝锭铸造机的液压系统如图2所示，它是由冷运机液压马达、小车水平移动缸、牵引钩液压缸和夹具垂直升降缸所组成。设计时为确保多个执行元件工作的可靠和稳定，采用一个定量泵为以上四个执行元件供油。

　　多个执行元件用时22．5 S完成一个工作循环，它们的动作顺序如下：

　　(1)冷运机液压马达做间歇运动，4．5 s为一个周期，在此周期内，要求液压马达在1．5 s之内完成启动一转动一制动的过程。转动时流量q 为35．2 L／min；

　　图2 铝锭铸造机液压系统原理图

　　(2)引锭钩液压缸完成对铝锭的引进和自身的复位动作。冷运机输人一块铝锭0．5 S后，牵引钩用1．5S复位，克服很小摩擦力，此时的流量q 为37．7 l／min；牵引钩用1．5 s将冷运机传来的铝锭引回到整列装置上，即牵引钩引进时的流量q 为25．9 L／min；

　　(3)小车垂直升降缸在夹具上升时夹起一层铝

　　锭，升降缸上升时的流量q 达67．7 L／rain，而夹具下行时，负载为超越负载，用压缩空气即可推动其下行，故其不占用液压泵的流量；