本发明涉及一种大型宽厚板坯铸坯机液压控制系统,适用于机械领域。
背景技术:
目前国内对大型宽厚板坯的需求量不断上升,特别是在某些特殊行业,如重型机械、造船和军工等。同类铸坯机多为连续铸钢设备,且生产工作尺寸较小,不能满足生产要求。因此研究一种铸造大尺寸毛坯的设备具有实际意义。
技术实现要素:
本发明提出了一种大型宽厚板坯铸坯机液压控制系统,可以完成设备的自动合模、自动加压、自动保压、自动减压、自动脱模等动作。
本发明所采用的技术方案是:由于每个模具由3个油缸驱动,模具运行过程中没有机械导向装置来完全限制、约束模具的运行,所以必须采用液压控制的手段来保证模具不倾斜地向前移动,即保证3个油缸同步向前或向后运行。考虑到设备运行的可靠性、经济性、维护性及制造周期,最终选定由液压同步马达来保证每个模具中的3个油缸前行及后行时的初步同步控制,采用同步马达可最大限度地保证3个油缸的同时运动或停止,不会因为液压系统误动作或故障造成模具倾倒。每个油缸内部均装有1个位移传感器,它主要起两方面的作用:(1)检测油缸的实际位置,为实现同步控制及定位控制提供连续电信号;(2)起安全保护作用,一旦某个模具上的3个油缸位置偏差超过指定值,系统就会停止运行并给出提示,由计算机或人工进行调整,使3个油缸重新回到位置同步状态。设备运行时每个油缸的输出力均需要进行控制,采用三通比例减压阀实现对油缸有杆腔及无杆腔的压力控制,从而实现对油缸输出力的控制。压力传感器可以检测出油缸两腔的压力,这样可由计算机、比例减压阀和压力传感器构成压力闭环控制系统,实现对油缸输出力的精确控制;同时,压力传感器还起到一定的监控作用,一旦油缸某一腔的压力变化异常,系统可以随时检测到,并可做进一步的分析、判断。
所述液压系统的能源装置由2个比例泵实现,采用2个泵的目的是将模具1, 3的控制与模具2, 4的控制油路分开,这样不仅能减少2个油路之间的相互干扰,还可以起到备用能源的作用,当一个泵不能正常工作时,另一个泵可代其工作,这样可使设备运行的可靠性大大提高。采用二通插装阀实现两个高压油路的切换及合流。采用比例泵的目的是根据不同工艺及工序过程可实现不同的流量及速度输出,同时还可以减少系统发热量、节约能源。
本发明的有益效果是:该铸坯机液压系统可以满足大型板坯的铸坯运动控制要求,系统性能可靠,故障少,操作简便,结构紧凑,技术性能先进,自动化程度较高,降低了劳动强度,节约了能源,降低了生产成本,提高了工作效率,对企业提高经济效益起到重大作用。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的台架液压系统原理图。
图2是本发明的泵站液压原理图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
如图1,由于每个模具由3个油缸驱动,模具运行过程中没有机械导向装置来完全限制、约束模具的运行,所以必须采用液压控制的手段来保证模具不倾斜地向前移动,即保证3个油缸同步向前或向后运行。考虑到设备运行的可靠性、经济性、维护性及制造周期,最终选定由液压同步马达来保证每个模具中的3个油缸前行及后行时的初步同步控制,采用同步马达可最大限度地保证3个油缸的同时运动或停止,不会因为液压系统误动作或故障造成模具倾倒。每个油缸内部均装有1个位移传感器,它主要起两方面的作用:(1)检测油缸的实际位置,为实现同步控制及定位控制提供连续电信号;(2)起安全保护作用,一旦某个模具上的3个油缸位置偏差超过指定值,系统就会停止运行并给出提示,由计算机或人工进行调整,使3个油缸重新回到位置同步状态。
设备运行时每个油缸的输出力均需要进行控制,采用三通比例减压阀实现对油缸有杆腔及无杆腔的压力控制,从而实现对油缸输出力的控制。压力传感器可以检测出油缸两腔的压力,这样可由计算机、比例减压阀和压力传感器构成压力闭环控制系统,实现对油缸输出力的精确控制;同时,压力传感器还起到一定的监控作用,一旦油缸某一腔的压力变化异常,系统可以随时检测到,并可做进一步的分析、判断。
如图2,液压系统的能源装置由2个比例泵实现,采用2个泵的目的是将模具1, 3的控制与模具2, 4的控制油路分开,这样不仅能减少2个油路之间的相互干扰,还可以起到备用能源的作用,当一个泵不能正常工作时,另一个泵可代其工作,这样可使设备运行的可靠性大大提高。采用二通插装阀实现两个高压油路的切换及合流。采用比例泵的目的是根据不同工艺及工序过程可实现不同的流量及速度输出,同时还可以减少系统发热量、节约能源。
模具1, 3尺寸相同,模具2, 4尺寸相同,采用相同的控制原理,其控制台架是相同的。控制台架被放置在被控油缸的中间,与两侧的油缸保持相同的距离,这样有利于油缸的运行同步控制。同步马达放置在油缸的有杆腔侧,以减少马达的流量及工作压力、得到更高的同步精度,并可提高马达的寿命和可靠性。用1个换向阀实现3个油缸的前行及后行控制,与同步马达配合使用,使同步控制的可靠性和设备的安全性大大提高。用1个比例减压阀通过油路的切换来分别控制油缸两腔的压力,这样可在一定程度上增加可靠性并降低成本。
启动电机后给电磁铁YVii上电,模具前行。前行过程中同步精度超差时将电磁铁YVl l断电,假设此时油缸2落后于油缸1和油缸3,则给电磁铁YY4和YVS上电,将比例减压阀L3的压力调整为最低值(接近于零)以使模具轻轻调整到位,这样也可以防止调整过度,同步超差调整完毕后按原来的同步前行模式继续行走。当模具接近前行到位停止点,即当油缸1, 2和3中前面的油缸已接近定位位置时(比如相差10 mm ),将YV 11停止,采用与上面相同的办法调整3个油缸的位置。
给电磁阀电磁铁YV1、YV2、YV3、YV4、YVS、YV6、YV7、YV8和YV9上电,直接利用外围油路,使3个油缸一起向后,调定比例减压阀L3、L4和L5的压力,实施力闭环控制反靠到位。给主换向阀电磁铁YV10上电,用同步马达先驱动模具后退。模具复位过程中同步精度超差时可将主换向阀电磁铁YV 10停止,采用与前进过程中同步精度超差类似的办法调整3个油缸的位置,然后继续后退。当模具接近后退到位停止点时,直接利用外围油路,使3个油缸一起向后,实施力控制后退到位。
设备可以根据工艺要求对每个油缸施加的压力进行调整,由比例减压阀L3 、L4和L5及压力传感器WY1, WY2和WY3构成压力闭环,在结晶过程中可根据工艺要求随时改变每个油缸的压力,达到最优的结晶效果。
由于液压缸的缸径及行程较大,使得液压缸质量及容积较大,在减小同步误差的过程中,为了消除启动中可能存在的振动、冲击及运动不平稳等现象,在液压缸及两位两通换向球阀之间配有阻尼孔。模具2, 4没有后退反靠到位停止及加力工作过程,其他工作过程的控制方法与模具1, 3的相同。油缸有杆腔的压力传感器不起控制作用,只起监控及保护作用。