壓同步回路在連鑄機上的運用

商 林，梅明友

韶關鋼鐵集團公司鋼軋指揮部，廣東 韶關 512000

0 引言

液壓同步回路其功能在于使多個不同的執行機構具有相同的速度或轉速。但是往往由于每個執行機構之間存在各種差異，如執行機構的負載、液壓管路長短以及油缸及液壓閥存在加工誤差、工作泄露等因素，使執行機構很難達到同步。采用液壓同步控制回路的目的就是克服這些因素，使多個執行機構具有相同的速度或轉速。

韶鋼八機八流方坯連鑄車間于2011年4月熱試投產，該連鑄機液壓系統主要元件采用進口力士樂與國內優質產品。液壓同步控制系統主要體現在中間罐車升降和翻轉冷床升降與橫移。韶鋼八機八流連鑄機根據工藝要求的不同選用不同的液壓同步回路。

1 中間罐車升降液壓同步回路

中間罐在連鑄過程中承接鋼水實現分流開澆，中間罐車承載中間罐使其具有升降和橫移微調功能。中間罐車負載較大、液態鋼水具有不可控性，同時工作溫度較高。中間罐的升降同步直接影響鑄機澆鑄節奏，避免出現漏鋼事故，從而有效保證了操作人員的人生安全。為了保證中間罐車升降的同步性及平穩性，韶鋼八機八流連鑄機中間罐采用四油缸外置式位移傳感器同步升降模式。

同步原理如圖1：

圖1 位移傳感器液壓同步

中間罐因生產工藝要求，四個液壓缸在升降過程中具有完全相同的速度保證中間罐的水平。如果存在偏差，4個液壓缸將出現負載不均勻，負載的變化將會加大油缸運行速度偏差，從而使中間罐傾斜無法滿足連鑄工藝要求。中間罐上升由液壓系統均衡頂升，中間罐下降主要通過重力。升降油缸分別由四個中位機能為“Y”型的三位四通電磁換向閥控制，在上升過程中P口與無桿腔油路接通向油缸供油，下降過程中P口與液控單向閥相連打開單向閥，使無桿腔控制油回到油箱。4個液壓缸安裝傳感器用來適時檢測每個油缸的伸縮量，當檢測伸縮量差距較大時，說明某一路油缸存在供油量跟不上，調整油路將得電通過調速閥對四個主液壓缸進行補油操作，彌補油量不足現象。從而達到四缸平衡的目的。同時每個油缸上升油路設有液控單向閥，可以有效防止在上升過程中出現某一路爆管，中間罐突然下滑出現事故。

2 翻轉冷床上升和橫移液壓同步回路

韶鋼八機八流連鑄機主要產品為170×170方坯，冷床的步進功能主要通過升降和橫移來實現，升降與橫移由液壓系統提供動力。液壓系統回路設計中，不但考慮到液壓同步性，同時還需注意強烈的液壓沖擊。比例閥換向閥的選用可以消除液壓沖擊，同時滿行程油缸設計消除同步誤差的積累。因升降和橫移的工藝要求不同，液壓同步回路控制方式則不相同。冷床升降采用集流調速閥方式來控制執行油缸同步，冷床的橫移則采用同步馬達控制執行油缸同步。

圖2 冷床橫移同步

圖3 冷床升降同步

冷床橫移的同步性直接影響熱坯彎曲度。冷床橫移同步采用比例閥加裝同步馬達方式。比例閥油量的線性控制消除了油缸在運動過程中產生沖擊。而同步馬達則保證了同步精度。同步馬達的工作原理是由相同的加工精度、結構尺寸工作腔通過剛性連接，達到輸出相同的流量實現同步功能。同步馬達選用加工精度較高、質量較好德國進口的柱塞式馬達，保證了它具有較高的同步效果。該種馬達同步精度可以達到0.5%～1.0%。由圖2可以看出，該同步馬達的設計上，每一條支路上均設置了溢流閥6和單向閥5，這些閥組的設計主要消除馬達工作腔的過壓與吸空現象，對同步馬達同步精度起到至關重要的作用。由于負載、閥體加工精度以及油路的長度等因素使同步馬達工作腔之間存在先后誤差。同步馬達具有增壓功能，先到達終點的工作腔將會超壓，溢流閥6進行泄壓保護執行機構安全。而單向閥5和溢流閥則相反，防止工作腔吸空而需要進行補油操作更好保證了系統的同步。

而在冷床升降過程中，油缸負載相比橫移則大的多，同時因連鑄坯數量分布情況不同，負載往往出現不均衡現象。同時對熱連鑄坯彎曲的影響較小。韶鋼八機八流小方坯冷床的升降同步方式則采用比例閥加調速閥控制。由圖3可以看出，在較大負載的情況下，比例閥控制4個油缸消除了因換向產生的巨大液壓沖擊，同時對同步精度有一定的保障。4個升降油缸底部均設置一個調速閥，控制油缸的流量相等更好的保證同步精度。在日常維護過程中，如某種原因導致某一個執行機構和整體不同步，只需對該調速閥進行簡易節流孔調節即可滿足要求。同時液壓系統液壓缸采用全行程運行方式設計，同時采取延時操作，這樣保證了在每一步的操作完成時，對四個油缸的同步性進行一次調整消除該次誤差，避免了多次誤差的疊加，更好的實現了冷床升降的同步性。

3 結論

現代連鑄工藝設備中運用到的液壓同步回路越來越多，不同的工藝要求則會選擇不同的液壓同步控制回路。選擇液壓同步控制回路的原則是根據設備工藝對同步精度要求而進行選擇，每種液壓同步回路都存在自身優點和缺點，這需要我們根據執行機構的工況環境和工藝要求進行認真分析，從而選擇合理的液壓同步控制回路。

[1]王建鐵.液壓同步馬達的正確使用[J].液壓與氣動，2001(7).

[2]吉林工業大學等校.工程機械液壓與液力傳動[M].北京：機械工業出版社，1986，5

[3]司癸卯，等.液壓比例同步控制回路[J].工程機械，2000，9.

[4]聞邦春，趙春雨，蘇東海，等.機械系統的振動同步與控制同步[M].北京：科學出版社，2003.