[發明專利]用于工作輥彎輥和平衡的雙閉環液壓控制方法

有效

• 申請號: 201110143663.5
• 申請日: 2011-05-31
• 公開（公告）號: CN102248006A
• 公開（公告）日: 2011-11-23
• 發明（設計）人: 張尚盈;丁文紅
• 申請（專利權）人: 中冶南方工程技術有限公司
• 主分類號: B21B37/62
• 分類號: B21B37/62
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 王超

技術領域

本發明屬于板帶軋機領域，特別是涉及冷軋機或平整機的工作輥彎輥平衡系統領域。

背景技術

在板帶軋機或平整機中，常配置并聯的非對稱液壓缸以實現工作輥的彎輥和平衡；用單個伺服閥控制非對稱液壓缸時容易產生超壓和氣蝕；配置雙伺服閥的系統，常只將一閥用于閉環控制，另一閥接回油路，控制效果差且接回油路的一腔易于產生氣蝕；實現工作輥平衡功能時，用開環控制模式產生的沖擊大，易于損壞設備和產生油液泄漏。工作輥的彎輥平衡系統，是HAGC(液壓自動厚度控制)系統的核心子系統，對板帶的板形品質尤為重要。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：提供一種用于工作輥彎輥和平衡的雙閉環液壓控制方法，本發明使得工作輥彎輥控制過程穩定、精確，響應速度快；正負彎輥模式切換時柔性沖擊力小；且工作輥平衡控制時沖擊力也較小。

本發明所采用的技術方案是：用于工作輥彎輥和平衡的雙閉環液壓控制方法，包括負彎控制模式、正彎控制模式和平衡控制模式；采用負彎控制模式時，控制器和電液伺服閥控制所有的彎輥液壓缸收縮，通過彎輥塊施力于工作輥的軸承座，使輥縫中部變大而邊部變小，以消除板材中浪；采用正彎控制模式時，控制器和電液伺服閥控制所有的彎輥液壓缸伸張，通過彎輥塊施力于工作輥的軸承座，使輥縫中部變小而邊部變大，以消除板材邊浪；平衡控制模式用來平衡上工作輥的重量和實現特定的換輥位；在工作輥換輥時采用平衡控制模式，在軋機標定時采用正彎控制模式，機組正常軋制時則根據實時板形選擇相宜的正彎控制模式或負彎控制模式。

所述負彎控制模式的過程為：通過第一電液伺服閥對彎輥液壓缸的無桿腔進行壓力閉環控制以維持恒定的小正彎力或維持無桿腔內恒定的背壓力，通過第二電液伺服閥對彎輥液壓缸的有桿腔進行力閉環控制以維持設定的負彎輥力。

所述正彎控制模式的過程為：通過第二電液伺服閥對彎輥液壓缸的有桿腔進行壓力閉環控制以維持恒定的小負彎力或維持有桿腔內恒定的背壓力，通過第一電液伺服閥對彎輥液壓缸的無桿腔進行力閉環控制以維持設定的正彎輥力，軋機標定時的正彎輥力不超過軋機最大正輥彎力的20％。

所述小正彎力或小負彎力是指小于2噸的力，恒定背壓力是指小于2MPa的壓力。

設所述彎輥液壓缸的無桿腔總受力面積為A₁，有桿腔總受力面積為A₂，正彎控制模式時的恒定背壓力設定值與負彎控制模式時的恒定背壓力設定值之比取為A₁與A₂之比。

所述的方法，還包括正負彎控制模式的切換過程，即首先使無桿腔或有桿腔的壓力分別穩定在轉換后的恒定背壓力設定值，然后再增加或減少彎輥力到所需的負彎輥力或正彎輥力設定值。

所述工作輥平衡控制模式的方法為：采用正彎控制模式的方法，并設置正彎輥力最大值為工作輥輥重的1.5倍。

本發明的優點：本發明的雙閉環控制保證了正常軋制過程中工作輥正負彎的高響應、高精度和魯棒穩定性，且正負彎切換時的柔性沖擊小；工作輥平衡控制使用正彎模式的雙閉環控制，使得到達平衡位時沖擊小且平衡力可控。本發明可提高板帶的板形品質從而提高成材率；雙閉環控制策略也兼顧了工作輥的平衡從而簡化了系統配置并提高了控制性能。

附圖說明

圖1是工作輥彎輥和平衡液壓原理圖。

圖中，1.1：第一彎輥液壓缸；1.2：第二彎輥液壓缸；1.3：第三彎輥液壓缸；1.4：第四彎輥液壓缸；2.1：第一電液伺服閥；2.2：第二電液伺服閥；3.1：第一壓力傳感器；3.2：第二壓力傳感器；4.1：第一液壓鎖；4.2：第二液壓鎖；5.1：第一安全閥；5.2：第二安全閥；6.1：第一轉換模塊；6.2：第二轉換模塊；7.1：第一控制器；7.2：第二控制器。

具體實施方式

本發明的工作原理是：用四個并聯的非對稱液壓缸來實現工作輥的正彎輥、負彎輥以及工作輥的平衡。液壓缸的無桿腔壓力用一個伺服閥來控制，伺服閥堵上一個工作油口作三通閥用；液壓缸的有桿腔壓力用另一個伺服閥來控制，伺服閥堵上一個工作油口作三通閥用；兩個伺服閥使用不同的工作油口。非對稱液壓缸的兩腔都進行壓力閉環控制來實現工作輥的正負彎輥和平衡。

正彎控制時，液壓缸有桿腔作小負彎恒壓力閉環控制，無桿腔作正彎壓力閉環控制；負彎控制時反之。正負彎切換時，兩腔先調整至小的恒壓力閉環控制穩定點，然后再增加到正負彎所需的設定值。工作輥平衡控制時使用正彎模式并設置最大的極限閾值，以滿足支撐工作輥的輥重等負載而又不至于平衡力過大。