[發明專利]步進式加熱爐液壓系統主泵數量優化方法

有效

• 申請號: 201110076907.2
• 申請日: 2011-03-29
• 公開（公告）號: CN102221291A
• 公開（公告）日: 2011-10-19
• 發明（設計）人: 張久林;廖永鋒;繆洪斌;華良
• 申請（專利權）人: 上海寶鋼工業檢測公司
• 主分類號: F27B9/40
• 分類號: F27B9/40;F15B11/18
• 代理公司: 上海天協和誠知識產權代理事務所 31216
• 代理人: 張恒康

技術領域

本發明涉及一種步進式加熱爐液壓系統主泵數量優化方法。

背景技術

冶金企業中熱軋帶鋼步進式加熱爐的步進機構一般采用液壓驅動，步進梁升降由二個或四個提升油缸驅動，平移由一個平移油缸驅動，步進梁在油缸驅動下作上升、前進、下降、后退的運動曲線，在上升和下降的運動行程中包含步進梁的接坯段以及臨近運動結束時的停止段，在前進和后退運動行程中包含臨近運動結束時的停止段。目前步進梁的步進曲線設計只是單純地從加熱爐本身的工藝要求出發，如步進周期、運行速度等，其前進、后退時運動曲線一致，上升、下降時運動曲線一致；由于未考慮步進梁的帶載和空載情況，造成步進梁步進運動時液壓系統輸出功率分配不合理，即步進梁上升時由液壓油缸無桿腔驅動，此時系統主泵輸出流量和輸出壓力最大，系統輸出功率也最大，而下降時依靠步進梁及鋼坯自重下降，系統輸出功率幾乎為零；步進梁前進時由于帶載運行，要求沖擊小，而后退時為空載運行，要求運行時間短。液壓系統只是被動地適應步進爐的工藝要求，并根據系統最大輸出流量及壓力來確定主泵數量、電機功率以及配套液壓件規格等，這就造成了步進機構液壓系統配置的不合理：系統成本過高、能耗過高，資源浪費。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種步進式加熱爐液壓系統主泵數量優化方法，本方法根據加熱爐步進梁的帶載情況以及工藝要求，合理優化步進梁的步進曲線，實現系統功率的合理分配，降低系統最大輸出流量以減少液壓系統主泵數量、降低配套液壓閥組的規格，達到了降低系統成本及能耗的目的。

為解決上述技術問題，本發明步進式加熱爐液壓系統主泵數量優化方法包括如下步驟：

步驟一、根據步進爐的工藝要求，設定步進梁運動的步進周期為T，上升段行程為S_上升、下降段行程為S_下降、前進段行程為S_前進、后退段行程為S_后退，所述上升段行程和下降段行程中包括步進梁的接坯段行程S₁和停止段行程，所述前進段行程和后退段行程中包括停止段行程；

步驟二、設定步進梁各運動段的運動時間為上升段t_上升、前進段t_前進、下降段t_下降、后退段t_后退，并滿足????????????????????????????????????????????????，t_上升>t_下降，t_前進>t_后退，設定上升段和下降段中的停止段時間為，前進段和后退段中停止段時間為,和設定為0.5_~1秒；

步驟三、設定步進梁各運動段的極限加速度為，步進梁帶載運行時加速度為?≤，步進梁空載運行時加速度為≤，下降段由于步進梁靠自重下降，此時加速度為≤；

步驟四、根據步進梁的帶載情況設定各運動段的速度，在上升段和下降段中，高速、接坯段速度、停止段速度，其中k₂和k₃為比例系數，0<?k₂<?1，0<?k₃<?1，在前進段和后退段中，高速，停止段速度，其中k_2x為比例系數，0<?k_2x<?1；

步驟五、由于步進梁上升時由提升缸無桿腔驅動，下降時由提升缸有桿腔驅動，因此步進梁上升段的高速對應液壓系統最大輸出流量，并滿足：

式中：為油缸數量，為提升油缸無桿腔面積，

根據確定液壓系統主泵數量，并滿足：?????（式1）

式中：為單臺主泵額定流量；

步驟六、計算步進梁各個運動段的起始運動時間、高速運動時間：

上升段運動時，步進梁起始運動時間t₁、間隔接坯段的兩段高速運動時間t₂和t₃

??????（式2）

???????????????????????（式3）

??????????????????（式4）

下降段運動時，步進梁起始運動時間t_1‘、高速運動時間t_2’和t_3‘的計算方式與上升段運動相同，只需將式2、式3、式4中S_上升用S_下降代替，其中比例系數k₂、k₃可與上升段不同；