液壓缸重力驅(qū)動步進梁升降液壓控制回路的分析

液壓缸重力驅(qū)動步進梁升降液壓控制回路的分析

1采用插裝式比例節(jié)流閥控制液壓缸升降降低水泵內(nèi)壓缸漸進梁式加熱爐通常采用液壓室推動進步梁的上升和偏移，實現(xiàn)位移運動。常規(guī)步進梁升降回路一般采用滑閥式比例換向閥控制液壓缸升降,在步進梁上升和下降時泵站均需對液壓缸供油。而在我公司近年來總承包的某步進梁式加熱爐項目中,采用了插裝式比例節(jié)流閥控制液壓缸的升降,在下降過程中泵站無需對液壓缸供油,液壓缸依靠步進梁自重下降。本文將對這種自重下降式步進梁升降液壓控制回路的特點進行分析。2缸旁液壓鎖控制自重下降式步進梁升降回路原理圖如圖1所示。如圖1所示,采用2套插裝式比例節(jié)流閥(序號1)及其定差減壓裝置(序號3、4)分別控制液壓缸的上升和下降,方向插裝閥(序號5)及其插件(序號6、7)起液壓鎖的作用。2個升降液壓缸并聯(lián),每個液壓缸的無桿腔都裝有缸旁閥塊(序號29、30),作為缸旁液壓鎖。具體工作原理如下:當液壓缸活塞桿需要上升時,比例節(jié)流閥(序號1.1)打開,序號1.2關閉,球座式換向閥(序號7)通電使方向插裝閥(序號5)打開。這樣,P管的壓力油依次流經(jīng)減壓插裝閥(序號3.1)、比例節(jié)流閥(序號1.1)、方向插裝閥(序號5)、缸旁液壓鎖(序號29)進入液壓缸的下腔(即無桿腔),使活塞桿上升;同時液壓缸上腔(有桿腔)的油液經(jīng)插裝單向閥(序號8、9)流回油箱。此過程中,因比例節(jié)流閥(序號1.2)關閉,因此油液不會流入此閥。缸旁液壓鎖(序號29)的作用是:如果上升途中軟管突然爆裂,會立即關閉,從而保護步進梁不會突然下墜損壞。當液壓缸活塞桿上升或下降到位需要停止時,比例節(jié)流閥(序號1.1及1.2)關閉,球座式換向閥(序號7)失電使方向插裝閥(序號5)關閉,缸旁液壓鎖(序號29)關閉,因此,液壓缸在步進梁自重作用下鎖定。當液壓缸活塞桿需要下降時,比例節(jié)流閥(序號1.1)關閉,序號1.2打開,球座式換向閥(序號7)通電使方向插裝閥(序號5)打開,電磁換向閥(序號12)通電使缸旁液壓鎖(序號29)反向能流通。此時,P管的壓力油無法流通比例節(jié)流閥(序號1.1),液壓缸下腔的油液在步進梁自重的作用下逐漸排出,依次流經(jīng)缸旁液壓鎖(序號29)、方向插裝閥(序號5),再經(jīng)過減壓插裝閥(序號3.2)、比例節(jié)流閥(序號1.2)流入液壓缸上腔,實現(xiàn)液壓缸的下降運動。由于液壓缸下腔(無桿腔)面積>上腔(有桿腔)面積,在同一時間內(nèi),液壓缸下腔排出的油液體積>上腔吸收的油液體積,因此會有多余的油液經(jīng)插裝單向閥(序號8、9)流回油箱。在液壓缸活塞桿上升時,通過調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥(序號1.1)電磁鐵的電流值即可調(diào)節(jié)閥的開度,實現(xiàn)在線流量控制,從而對液壓缸的速度進行控制。但通過閥的流量不僅取決于開度,還取決于閥進出油口之間的壓差。因此,設置了定差減壓裝置(序號3.1、4.1)來穩(wěn)定比例節(jié)流閥(序號1.1)的進出口壓差,達到穩(wěn)定流量、減小沖擊的作用。序號3.1是插裝式減壓閥,序號4.1是序號3.1的控制蓋板組件(作為先導閥),其泄油口接到比例節(jié)流閥(序號1.1)的出口而不接回油箱,這樣該減壓閥將保持比例節(jié)流閥(序號1.1)的進出口壓差恒定。通過調(diào)節(jié)控制蓋板組件(序號4.1)的壓力設定值可改變比例節(jié)流閥(序號1.1)的進出口壓差。在液壓缸活塞桿下降時,通過調(diào)節(jié)比例節(jié)流閥(序號1.2)電磁鐵的電流值來調(diào)速,它也設置有相應的定差減壓裝置(序號3.2、4.2)作為壓力補償,其原理和功能與液壓缸上升時的情形完全相同,不再贅述。序號10為溢流閥,起安全閥的作用,防止在上升或下降時液壓缸無桿腔壓力超高。序號11為壓力繼電器,接在液壓缸無桿腔并聯(lián)的總油路上,對其壓力進行監(jiān)控并反饋信號,發(fā)現(xiàn)異常時報警。序號29為插裝單向閥,序號30是與之配套的控制蓋板,它們組合在一起具有一個液控單向閥的功能。其局部放大原理圖如圖2所示。控制蓋板(序號30)內(nèi)裝液控方向座閥,作為序號29的先導閥。當X口給壓力油時,插裝單向閥(序號29)的控制油路與Y口相通流回油箱,該閥能反向開啟;當X口卸壓時,插裝單向閥(序號29)的控制油路與液壓缸A口相通,該閥只能單向流通,起到液壓鎖的作用。3機構供熱的要求從以上分析可以看出,此種設計相對于采用比例換向閥的回路來講,在步進梁下降時泵站無需對液壓缸供油,因此可利用省出來的流量給其他執(zhí)行機構供油,從而可優(yōu)化泵站的配置,降低泵站的成本。另外,對于大型步進梁式加熱爐,其步進梁升降液壓缸的流量通常很大(往往達到1000L/min以上)。對于采用比例換向閥的回路,則往往需要多個比例換向閥并聯(lián)才能滿足如此大的流量要求,這就使回路變得比較復雜。而采用插裝式比例節(jié)流閥,則單個閥就能提供更大的流量,故仍然只需要2個插裝式比例節(jié)流閥分別控制上升和下降即可,相對來講回路更加簡單。4閥控