新型钢卷运输装置及其液压系统分析
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1概述莱钢1500mm热轧带钢生产线是莱钢“十五”技改工程新上的一条生产线,该条生产线全部由国内设计生产制造,其生产工艺为加热、粗轧、热卷、精轧、层冷、卷取。
卷取区由2台地下卷取机组成。
带钢头部离开精轧机时,卷取机已经处于准备工作状态。
卷取区由入口辊道,侧导板,夹送辊,助卷辊,卷筒,卸卷小车,运输链等重要设备组成。
带尾即将离开精轧机F6时,卷取机进入收卷状态,轧机和卷取机同时降速,助卷辊合拢,压住外层带卷。
当带钢脱离末机架时,张力辊压紧,传动电机处于发电状态,使带钢在张力辊和卷筒之间建立张力,避免带尾跑偏或钢卷外层松散。
当卷取即将完了时,卸卷车升降台接触钢卷,其卸卷小车托辊与卷筒等速旋转直至卷取完了,钢卷带头转到带卷下方。
卷取结束后,卸卷车上托辊制动并且压住带钢尾部,然后卷筒反转收缩,侧导板、夹送辊开启,挡板关闭,卷取机外支撑打开,卸卷小车将钢卷取下并送至钢卷提升车,由此再送至带回转台的回转小车,该小车将钢卷水平翻转90°送到链式运输机上运出带卷。
卷取区的功能是将终轧后经冷却到卷取温度的带钢卷成钢卷,并送往打捆机处进行打捆,然后经运输链进行运到钢坯库存处。
2当前运输区存在的问题卷取区运输链是由两个卸卷小车、一个回转运输小车、5个步进梁、一个回转台及两条运输链组成。
其工作流程为:成品钢卷经卸卷小车运输到回转运卷小车、旋转运输后,经1#步进梁、提升机、2#步进梁依次运送到回转台,再经回转台旋转后被后序运输设备取走。
当前运输区的所有运输设备全部采用接近开关实现固定行程定位,由于卷取机卷钢控制误差以及运输设备的累积定位误差造成运送到回转台的钢卷偏离回转台中心,而且回转台后序设备采用横向运输方式,常导致掉钢事故,一方面造成设备严重损坏,另一方面影响轧制节奏,增加了设备维护费用,大大影响了企业效益,因此运输区域自动对中定位控制改造势在必行。
3钢坯自动运输改进方案分析3.1运输位置闭环原理方案分析(1)位置闭环原理位置闭环原理是指当受控客体受干扰的影响,其实现状态与期望状态出现偏差时,控制主体将根据这种偏差发出新的指令,以纠正偏差,抵消干扰的作用。
钢卷运输车摘要钢卷运输车是广泛用于轧钢生产线上的一种重要的轧钢辅助设备,其设计特点和工作性能的好坏直接影响到整个轧钢生产线的生产效率。
它是将卷取机上的钢卷运输到打捆机的重要运输设备,给轧钢生产带来了极大的方便。
本设计主要是对钢卷运输车的行走传动机构和升降机构进行设计和改造。
本次设计研究的主要内容包括总体方案设计的选择、行走机构、升降机构的设计、主要零部件的设计与校核等。
在本设计中钢卷运输车的行走机构的驱动方式的选择了电机驱动,由于传动比较大,故小车的传动机构选择了二级齿轮蜗轮蜗杆减速器。
该减速器有两个输出端通过联轴器联接驱动车轮轴使车轮转动。
钢卷运输车的升降动作由液压缸驱动完成。
现如今随着我国钢铁行业的迅速发展,轧钢生产相关的设备也向着高效、简单、节能化发展。
钢卷运输车在轧钢实现自动化生产方面起到了很大的作用,所以对于钢卷运输车的设计,既要其安全可靠,也要易于检修和维护,适合不同的生产要求同时也要最大程度的降低成本。
国外该技术已比较发达,我国在引进国外技术的同时也要根据实际需要不断的创新。
促进我国轧钢生产实现更加快速的发展。
关键词:钢卷;运输;升降机构;冷轧The Transport Vehicle Of Rolling SteelAbstractThe transport vehicle of rolling steel is an important auxiliary equipment which is widely used in rolling mill production line, its design features and work performance has a direct impact on the productivity of the entire rolling line. It is an important transportation equipment which transports steel roll from recoiling machine to bander, which make it convenient to the production of steel rolling. This design is mainly to design and remould the walking and driving mechanism and lifting mechanism of the transport vehicle of rolling steel. The main content of this design research includes the choice of the overall plan of design, traveling mechanism, the design of lifting mechanism and the design of main components’ design and checking and so on. In this design,the drive mode of traveling mechanism of transport vehicle of rolling steel is by motor machine. Because of the tachometer drive ratio is big, I choose two stage gear worm reducer for the small one. The reducer has two output ends which connect the wheels by coupler to make the wheels run. The movement of lifting mechanism is driven by the hydraulic cylinder to complete. Nowadays , with the rapid development of China's iron and steel industry, the related equipment of steel rolling production has efficient, simple, and energy saving development. The transport vehicle has played a big role in achieving automation production , so the design must be safe and reliable, easy to repair and preserve, suitable for different production requirements and also to reduce the cost of the big extent. The technology has been developed in other countries, so we should bring in the foreign technology and also innovate according to our actual need. To promote the steel rolling production for China to achieve more rapid development.KEY WORDS: rolling steel, transport, lifting mechanism, cold rolling目录摘要 (I)Abstract (III)1绪论 (1)1.1 选题的背景 (1)1.2 国内外研究状况和相关领域中的研究成果 (2)1.3 课题的研究方法 (2)1.4 研究的内容 (2)2 总体方案设计 (4)2.1 方案设计 (4)2.2 方案的对比 (4)2.3 方案的确定 (5)3电动机选择 (8)3.1 设计参数 (8)3.2 电动机的选择 (8)3.2.1 电机类型的选择 (8)3.2.2 选择电动机 (10)3.2.3 电动机的校核 (10)4 主要零件设计与参数计算 (12)4.1 传动比分配 (12)4.1.1 各级运动参数 (12)4.2 设计减速器第一级斜齿轮传动 (13)4.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (13)4.2.2 按齿面接触强度设计 (13)4.2.3 按齿根弯曲强度设计计算 (15)4.2.4 几何尺寸计算 (16)4.3 蜗轮蜗杆的设计 (17)4.3.1 选用蜗杆传动类型 (17)4.3.2 选用蜗轮蜗杆材料 (17)4.3.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (18)4.3.4 蜗轮蜗杆的主要尺寸参数 (19)4.3.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (20)4.4 确定传动系统轴的最小直径和主要轴的受力分析 (20)4.4.1 减速器输入轴的最小直径和受力分析 (20)4.4.2 计算减速器中间轴的最小直径 (21)4.4.3 减速器输出轴的最小直径和受力分析 (21)4.4.4 车轮轴的尺寸的确定 (22)4.5 轴的校核 (22)4.5.1 减速器输出轴的校核 (22)4.5.2 车轮轴的校核 (24)4.6 联轴器的选择 (27)4.6.1 选择减速器输出端与车轮轴之间的联轴器 (27)4.6.2 选择电动机与减速器之间的联轴器 (28)4.7 键的尺寸确定及校核 (28)4.7.1 减速器输出轴上键的尺寸的确定 (28)4.7.2 车轮与车轴承之间键的尺寸与校核 (29)4.7.3 蜗轮与蜗轮轴之间的键的选择与校核 (30)4.8 选择轴承并校核其寿命 (30)4.8.1 减速器轴承的选择与轴承寿命校核 (30)4.8.2 选择车轮轴上的轴承并校核 (34)4.9 车轮的校核 (36)4.10 车轮的打滑校核 (37)4.11 钢卷运输车升降机构液压缸的选择 (38)5 润滑方式的选择 (39)5.1 轴承润滑方式的选择 (39)5.2 减速器润滑方式的选择 (39)6 钢卷运输车经济与环保分析 (40)6.1 环保分析 (40)6.2 经济性分析 (40)6.2.1 投资回收期的计算 (40)6.2.2 设备合理的更新期的计算 (41)结束语 (43)致谢 (44)参考文献 (45)。
带式输送机液压卷带装置原理一、概述带式输送机液压卷带装置是用于煤矿井下可伸缩带式输送机的标准配套部件,系徐州华隆机械设备制造有限公司生产的卷带装置系列产品,其功能是迅速、快捷的将贮带仓内贮满的输送带缠绕到卷带装置的卷轴上,再通过卷带装置的水平旋转,将成卷输送带移送至机架外,然后用辅助运输工具将输送带运走。
该设备的应用可显著的提高工作效率,降低工人的劳动强度。
本产品已获得矿用产品安全标志证书。
二、结构及工作原理带式输送机用液压卷带装置由机架、液压泵站、固定夹带装置、液压回转减速抽带装置、卷带装置、180°水平旋转装置等部件组成.该装置布置在伸缩带式输送机贮带仓的后方,整套设备的动力均由液压泵站提供。
当贮带仓贮满输送带时,先通过固定夹带装置把皮带夹住,防止皮带跑掉,当卷带完成皮带接头连好后才能松开。
抽带机构由液压马达带动上滚筒转动,下滚筒由两个液压油缸支起,将皮带压在上下滚筒之间,随着液压马达不断的转动,皮带就松弛下来,此时将皮带接头拆开,就可以进行卷带,卷带结束后,支承下滚筒的液压油缸松开,下滚筒复位。
卷带机构由液压马达带动,卷带力大,速度可控,可卷带长120米左右,摇臂可上下左右摆动以保证卷带整齐,并可实现180°内旋转把卷好的皮带移出皮带机架。
所有夹带装置中液压缸回路中均装有液压锁,可保证液压缸夹紧力恒定。
并安装防滑落机构,以保证在带式输送机正常运行时,不会产生误夹紧输送带的事故发生。
三、型号说明示例:JY1200/15表示输送带宽度为1200mm,电动机功率15Kw带式输送输送用液压卷带装置。
四设备特点:我们的产品和其他公司产品比较有以下显著优点:1 产品整体结构尺寸小,前后长度6.8米。
有效节约井下有限空间。
2 产品采用模块化设计,卷带、抽带、压带、液压站、纵梁各自为一体,前后左右尺寸对称,安装简单,一般四个人1小时可安装完毕。
3 卷带机构采用先进的工程机械液压回转机构,具有结构紧凑,输出扭矩大,噪音低,传动间隙小,工作平稳,抗冲击性能好,安全可靠等特点,变速机构与回转支承中的动圈及涡杆的齿合精度在整车调配前调整到最佳位置,调试速度快,效果好,在停电或故障时可手动旋转。
新型钢卷卷芯平齐装置的设计与应用尉鹏;谭希华【摘要】详细介绍了新型钢卷卷芯平齐装置的设备构成,分析论证了该装置的工作原理及各机构的受力状况.同时对该装置的工业应用实例进行了说明,指出了该装置的应用前景.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】4页(P48-51)【关键词】热连轧;钢卷;卷芯;平齐【作者】尉鹏;谭希华【作者单位】宝信软件,梅山设计院,江苏,南京,150001;宝信软件,机电成套事业本部,上海,201900【正文语种】中文【中图分类】TH1221 前言钢卷卷芯的平整是热连轧带钢生产中的重要工艺环节,其目的是使从卷取机上下来的钢卷卷芯保持平齐,以便钢卷的打捆包装,使整卷的钢卷顺利下线,进入商品流通的环节[1,2]。
当钢卷从卷取机的芯轴上脱开时,由于芯轴的牵拉作用,会使钢卷的卷芯部分不同程度地从卷心中伸出,形成塔状,发生抽芯现象。
这不仅影响钢卷的卷曲质量,使钢卷的侧面不平整,更重要的是影响钢卷的打捆包装,使钢卷不能顺利地下线。
为了解决这一问题,传统的做法是从卷取机上下来的钢卷先上到钢卷运输链上,然后使其翻转90°,使卷芯伸出呈塔状的侧面朝上,然后停在特定的工位等待处理。
此时吊车用吊钩吊着1 个一定质量且底面平整的重锤运行到钢卷上方,将重锤对准钢卷的塔状处上方,利用重锤的自由下落捶打,将钢卷的塔状凸出捶打平整,从而完成对钢卷卷芯的平齐[3,4]。
这种钢卷卷芯的平齐方法陈旧落后,效率低下,完成一个钢卷的平整,重锤往往要反复捶打几次。
不仅时间长,而且容易使板带翻边,影响板带的质量。
特别是这种处理方法还必须配备一台吊车,使这台吊车成为一台专用吊车,这大大地降低了设备的利用率,从而也使设备的投资增加,同时也增加了工程投资建设成本与生产成本。
为了彻底改变这一局面,于是发明了下面论述的一种全新的、专用的设备,专门用于钢卷卷芯的平齐。
2 新型钢卷卷芯平齐装置的设备构成新型钢卷卷芯平齐装置是专门开发设计的一种新设备,专门用于钢卷卷芯的平齐。
钢卷运输车摘要钢卷运输车是广泛用于轧钢生产线上的一种重要的轧钢辅助设备,其设计特点和工作性能的好坏直接影响到整个轧钢生产线的生产效率。
它是将卷取机上的钢卷运输到打捆机的重要运输设备,给轧钢生产带来了极大的方便。
本设计主要是对钢卷运输车的行走传动机构和升降机构进行设计和改造。
本次设计研究的主要内容包括总体方案设计的选择、行走机构、升降机构的设计、主要零部件的设计与校核等。
在本设计中钢卷运输车的行走机构的驱动方式的选择了电机驱动,由于传动比较大,故小车的传动机构选择了二级齿轮蜗轮蜗杆减速器。
该减速器有两个输出端通过联轴器联接驱动车轮轴使车轮转动。
钢卷运输车的升降动作由液压缸驱动完成。
现如今随着我国钢铁行业的迅速发展,轧钢生产相关的设备也向着高效、简单、节能化发展。
钢卷运输车在轧钢实现自动化生产方面起到了很大的作用,所以对于钢卷运输车的设计,既要其安全可靠,也要易于检修和维护,适合不同的生产要求同时也要最大程度的降低成本。
国外该技术已比较发达,我国在引进国外技术的同时也要根据实际需要不断的创新。
促进我国轧钢生产实现更加快速的发展。
关键词:钢卷;运输;升降机构;冷轧The Transport Vehicle Of Rolling SteelAbstractThe transport vehicle of rolling steel is an important auxiliary equipment which is widely used in rolling mill production line, its design features and work performance has a direct impact on the productivity of the entire rolling line. It is an important transportation equipment which transports steel roll from recoiling machine to bander, which make it convenient to the production of steel rolling. This design is mainly to design and remould the walking and driving mechanism and lifting mechanism of the transport vehicle of rolling steel. The main content of this design research includes the choice of the overall plan of design, traveling mechanism, the design of lifting mechanism and the design of main components’ design and checking and so on. In this design,the drive mode of traveling mechanism of transport vehicle of rolling steel is by motor machine. Because of the tachometer drive ratio is big, I choose two stage gear worm reducer for the small one. The reducer has two output ends which connect the wheels by coupler to make the wheels run. The movement of lifting mechanism is driven by the hydraulic cylinder to complete. Nowadays , with the rapid development of China's iron and steel industry, the related equipment of steel rolling production has efficient, simple, and energy saving development. The transport vehicle has played a big role in achieving automation production , so the design must be safe and reliable, easy to repair and preserve, suitable for different production requirements and also to reduce the cost of the big extent. The technology has been developed in other countries, so we should bring in the foreign technology and also innovate according to our actual need. To promote the steel rolling production for China to achieve more rapid development.KEY WORDS: rolling steel, transport, lifting mechanism, cold rolling目录摘要............................................................................................................................................ Abstract (I)1绪论 01.1 选题的背景 01.2 国内外研究状况和相关领域中的研究成果 (1)1.3 课题的研究方法 (1)1.4 研究的内容 (1)2 总体方案设计 (3)2.1 方案设计 (3)2.2 方案的对比 (3)2.3 方案的确定 (4)3电动机选择 (7)3.1 设计参数 (7)3.2 电动机的选择 (7)3.2.1 电机类型的选择 (7)3.2.2 选择电动机 (9)3.2.3 电动机的校核 (9)4 主要零件设计与参数计算 (11)4.1 传动比分配 (11)4.1.1 各级运动参数 (11)4.2 设计减速器第一级斜齿轮传动 (12)4.2.1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数 (12)4.2.2 按齿面接触强度设计 (12)4.2.3 按齿根弯曲强度设计计算 (14)4.2.4 几何尺寸计算 (15)4.3 蜗轮蜗杆的设计 (16)4.3.1 选用蜗杆传动类型 (16)4.3.2 选用蜗轮蜗杆材料 (16)4.3.3 按齿面接触疲劳强度进行设计 (17)4.3.4 蜗轮蜗杆的主要尺寸参数 (18)4.3.5 校核齿根弯曲疲劳强度 (19)4.4 确定传动系统轴的最小直径和主要轴的受力分析 (19)4.4.1 减速器输入轴的最小直径和受力分析 (19)4.4.2 计算减速器中间轴的最小直径 (20)4.4.3 减速器输出轴的最小直径和受力分析 (20)4.4.4 车轮轴的尺寸的确定 (21)4.5 轴的校核 (21)4.5.1 减速器输出轴的校核 (21)4.5.2 车轮轴的校核 (23)4.6 联轴器的选择 (26)4.6.1 选择减速器输出端与车轮轴之间的联轴器 (26)4.6.2 选择电动机与减速器之间的联轴器 (27)4.7 键的尺寸确定及校核 (27)4.7.1 减速器输出轴上键的尺寸的确定 (27)4.7.2 车轮与车轴承之间键的尺寸与校核 (28)4.7.3 蜗轮与蜗轮轴之间的键的选择与校核 (29)4.8 选择轴承并校核其寿命 (29)4.8.1 减速器轴承的选择与轴承寿命校核 (29)4.8.2 选择车轮轴上的轴承并校核 (33)4.9 车轮的校核 (35)4.10 车轮的打滑校核 (36)4.11 钢卷运输车升降机构液压缸的选择 (37)5 润滑方式的选择 (38)5.1 轴承润滑方式的选择 (38)5.2 减速器润滑方式的选择 (38)6 钢卷运输车经济与环保分析 (39)6.1 环保分析 (39)6.2 经济性分析 (39)6.2.1 投资回收期的计算 (39)6.2.2 设备合理的更新期的计算 (40)结束语 (42)致谢 (43)参考文献 (44)1 绪论1.1 选题的背景在轧钢机械生产中,除了在轧机上完成塑性变形工序外,在整条生产线中还有一系列的辅助工序,如大型轧钢厂车间的表面清洗、加热、轧制,锯切和矫正等工序。
课程设计课程名称液压与气压传动题目名称钢卷运输液压系统设计学生学院专业班级学号学生姓名指导教师成绩评定教师签名2013年 12月 04日目录一、设计任务书 (2)二、拟定液压系统原理图 (2)三、液压系统的计算和选择液压元件 (3)四. 液压系统的验算 (8)五、液压集成块结构与设计 (10)六、小结 (14)七、参考资料 (15)一、设计任务书一、设计题目:钢卷运输液压系统设计二、要求:1.每个学生的设计数据不一样,每个学生根据自己的设计数据完成自己的液压系统方案设计和设计计算。
2.结构设计选出其中一个成员的设计方案和数据,完成该方案液压系统的集成块组的结构设计。
3.答辩4.考核1) 每个成员需要提交的资料(1) 设计说明书1份;(2) 液压系统原理图1份(A4);(3)集成块集成油路图1份(A4);(4) 集成块零件图1份(A4);三、动作顺序要求及工作参数1 横移缸前进,至卷取机卷筒下方,行程L1,负载力F1,速度V1。
2 顶伸缸上升,将钢卷托住,行程L2,负载力F2,速度V2。
3 横移缸退回。
4 顶伸缸缩回,将钢卷搁在小车上,行程L3,负载扭矩T,转速N。
5 小车由液压马达驱动向前进。
6 卸完钢卷,小车由液压马达驱动退回。
以上参数为最大值,应可调。
所有动作由行程开关自动控制。
顶伸缸下腔须设置背压,以防下行产生冲击。
四、设计内容、要求(一)液压系统设计根据设备的用途、特点和要求,利用液液压有关参数,然后按照所得参数选择液压元件、相关设备的规格型号。
(二)液压装置结构设计液压装置包括集成块、液压站等,进行结构设计时应考虑元件布局合理、紧凑、美观、外连管道少,装卸、调试方便,集成块中的油路尽可能简单、短、交叉少,加工容易、加工工作量尽可能少。
(三)绘制工程图、编写设计说明书绘制液压系统原理图(系统总油路、集成块集成回路)、液压装置工程图(集成块结构图、集成块元件装配图),图纸必须按GB要求打印,2张以上的A3图纸,A4图纸量根据实际定:编写设计说明书7页(1.5万字)。
CFHI TECHNOLOGY摘要:介绍柳钢热轧厂2032mm 宽带钢卷运输线控制系统的主要设备。
针对改造前板式运输控制系统存在的问题,从控制系统结构、设备优化控制和数据跟踪等方面介绍托盘运输系统的特点和效果。
关键词:热轧板带;板式运输链;托盘式运输线;控制系统中图分类号:TG333.3文献标识码:B文章编号:1673-3355(2020)05-0016-04Renovated Coil Conveyance Control System for 2032mm Hot Strip MillHuang Shengsheng ,Zhou LeiAbstract:The paper describes the main components of the control system for the coil conveyance line for 2032mm hot stripmill and presents the features of pallet type coil conveyance line in aspects of the configuration of control system,optimized control functions and data tracing that can overcome the difficulties with the plate type coil conveyance line that was usedbefore renovation.Key words:hot rolled strip ;plate type coil conveyance ;pallet type coil conveyance ;control system柳钢2032mm 宽带生产线于2005年投产,设计能力200万t ,目前的产能360万t ,随着生产线的产能逐步释放,为了满足用户对产品质量更高的要求,热轧厂对该生产线进行板式运输链延长改造,立卷翻转卧卷存储入库改造,自动转运改造,以及高温环境下在线自动打捆和喷印改造。
钢卷运输方案1. 引言钢卷是一种广泛使用的重要工业产品,它们在建筑、汽车制造、机械制造等领域都有着重要的应用。
由于钢卷的重量较大、体积较大且易受损,因此在运输过程中需要特别小心谨慎。
本文将介绍一种高效、安全和可靠的钢卷运输方案,确保钢卷在运输过程中不受损,并提供一种便捷的方式来管理和跟踪钢卷的运输过程。
2. 钢卷运输方案的要素2.1 运输工具选择在钢卷运输过程中,选择适合的运输工具非常重要。
常见的钢卷运输工具包括卡车、铁路货车和海运集装箱。
考虑到钢卷的重量和尺寸,我们建议使用卡车进行短途运输,使用铁路货车进行中长途运输,而海运集装箱适用于国际长途运输。
在选择运输工具时,应考虑到运输距离、成本、交付时间和货物安全等因素。
2.2 包装和固定在运输钢卷之前,必须进行适当的包装和固定,以确保钢卷不会在运输过程中移动或损坏。
常见的包装材料包括防水塑料薄膜和木质包装材料。
在包装钢卷之后,应使用绳索、钢丝和夹具等工具将其固定在运输工具上,以防止钢卷在运输中发生位移。
2.3 路线规划选择合适的运输路线对于钢卷运输方案非常重要。
在路线规划中,应考虑道路状况、交通流量、桥梁承重能力等因素。
在钢卷运输过程中,应尽量选择宽敞平稳的道路,避免颠簸和震动。
2.4 运输过程监控为了确保钢卷的安全和可靠运输,监控运输过程是必要的。
现代技术提供了许多监控解决方案,如GPS追踪器和温湿度传感器等。
这些设备可以安装在运输工具上,管理人员可以通过追踪系统实时监控钢卷的位置、环境条件和运输状态,并及时采取措施解决潜在问题。
3. 钢卷运输方案实施步骤3.1 准备工作在实施钢卷运输方案之前,应进行充分的准备工作。
这包括了解运输要求和限制、制定详细的运输计划、购买必要的包装和固定材料、选择合适的运输工具和设备等。
3.2 钢卷包装和固定在进行钢卷包装和固定时,应注意以下几点: - 使用防水塑料薄膜将钢卷包裹起来,防止受潮和腐蚀。
- 使用木质包装材料加固钢卷的周围,防止在运输过程中受到外部冲击。
网址: 电邮:*******************2021年第3期冶金行业带卷运输用钢卷小车传动分析计算王明龙,孟祥东(中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆401122)0引言本文所述钢卷小车是用于冶金行业带卷生产车间中立式带卷的运输,即上卷、卸卷或转运钢卷,是带卷生产车间的重要辅助设备。
作为带卷生产线的开始或结束设备,该设备起到了至关重要的作用,其工作的正常与否直接影响了整个产线的产能。
其中用于上卷的钢卷小车负责将步进梁运输机或鞍座上的原料钢卷运输到悬臂开卷机的卷筒或双柱(或锥头)开卷机的圆柱(或锥头)上,并将钢卷套在卷筒或双柱(或锥头)之间的中心位置,完成上卷工序。
用于卸卷的钢卷小车负责将钢卷从卷取机卷筒上托出,然后运输到固定鞍座或步进梁运输机,完成卸卷工序。
用于转运钢卷的小车负责在步进梁运输机或固定鞍座之间运输钢卷[1-2]。
钢卷小车的升降一般采用液压缸驱动,动作平稳、结构简单。
钢卷小车的平移采用电动机或液压马达驱动。
钢卷小车在两条平行的钢制轨道上运行,依靠车轮与钢轨之间的摩擦力来驱动钢卷小车运行。
另外,如果小车加速度、减速度过大,就需要采用链轮链条传动或齿轮齿条传动以避免车轮打滑。
在钢卷小车传动的设计过程中,要根据工况合理地选择传动结构,以避免车轮在轨道上打滑。
本文主要分析以电动机驱动的钢卷小车的传动情况。
1钢卷小车传动结构钢卷小车由小车本体、升降鞍座、驱动装置、轨道、伸缩安全盖板等部件组成,如图1所示。
其中小车本体为焊接钢结构,至少配有4个车轮,若小车需要跨轨可采用6个或8个车轮。
车轮上设计有轮缘,用于小车运行时的导向。
升降鞍座装在小车本体上,由液压缸推动升降,且设有导卫装置以保持升降鞍座直线升降。
为了实现钢卷小车的自动操作,为小车平移及升降设置有传感器,实时监控平移及升降位置,进而对其进行闭环控制,如图2所示。
钢卷小车的平移运行机构属于有轨支承运行,采用钢制车轮支承在钢制轨道上沿轨道滚动运行。
目录1 绪论 (2)1.1 概述 (2)1.1.1 研究背景 (2)1.1.2 研究现状 (3)1.1.3 发展方向 (5)1.2 纠偏电液伺服控制系统的特点和构成 (6)1.3 发展趋势 (6)2 卷取机纠偏控制系统设计 (8)2.1 卷取机工作原理 (8)2.1.1 卷取机的应用 (8)2.1.2 工作方式分析 (8)图2.1卷取机简图 (9)2.2 带钢纠偏控制系统原理 (9)2.2.1 带钢纠偏控制系统的介绍 (10)2.2.2 带钢纠偏控制系统工作原理 (10)2.3 控制系统设计 (10)2.3.1 控制对象的参数 (10)2.3.2 控制系统设计方案 (11)2.3.3 纠偏液压站原理图设计 (11)2.4 系统元件设计选型 (12)2.4.1 光电传感器设计 (12)3 元件的动力学分析和主要参数的确定 (14)3.1 电液伺服阀简介 (14)3.2 系统技术参数计算 (14)3.3 初选系统压力 (15)3.4 对称液压缸的主要参数 (15)3.5 计算对称液压缸的工作压力、流量和功率 (16)3.5.1 计算对称液压缸的工作压力 (16)3.5.2 对称液压缸工作所需的流量 (17)3.5.3 计算对称液压缸的输出功率 (17)3.6 液压控制系统动力元件参数的确定 (17)3.6.1 确定动力元件(伺服阀)参数 (17)3.6.2 动力元件(伺服阀)的选择 (18)3.6.3 液压泵及电机的选型 (18)3.6.4 液压阀的选型 (18)3.7 液压辅件的设计计算与选型 (19)3.7.1 油箱的设计 (19)3.7.2 阀块的设计 (20)3.7.3 管道尺寸的确定 (21)3.7.4 其它元件的选型 (22)3.7.5 液压油的选用 (22)参考文献 (24)1绪论1.1概述电液伺服阀是闭环控制系统中最重要的一种伺服控制元件,它能将微弱的电信号转换成大功率的液压信号(流量和压力)。
第47卷第2期2019年4月
Vol.47No.2
Apr.2019
现代冶金
Modern Metallurgy
新型钢卷运输装置及其液压系统分析
蒋国进,余军
(常州宝菱重工机械有限公司,江苏常州213019)
摘要:介绍的钢卷运输装置在结构上和功能上都较为新颖,并且其配备的液压系统采用压力补偿技术和负载敏感技术,大大降低了能耗,为冶金行业在液压节能方面提供一条很好的设计思路#
关键词:钢卷运输装置;压力补偿;液压系统
中图分类号:TF341.4
引言
随着近些年国民经济的快速发展,中国已是世界上最大的钢卷生产与消费国,市场上钢卷需求量的增加也促进了钢铁企业对钢卷生产线的大规模技改和投资热情,冶金装备技术也随之得到了快速发展与创新。
钢卷运输装置作为钢卷生产线上是必不可少的重要设备之一,呈现出多样化、智能化、节能化等趋势。
传统的钢卷运输装置主要采用了步进梁、链式输送机、汽车、过跨车以及火车等形式&1';传统的钢卷运输装置结构简单、安全可靠,但是也有一定局限性,比如改造项目空间有限,地面设备干涉无法改造$
本文阐述的新型钢卷运输装置与传统形式来讲是一种创新,类似龙门吊结构,有力弥补了传统结构的短板,丰富了钢卷运输装置的种类,为工程技术人员在各种复杂项目中提供了设计思路和参考$
1机械结构及工艺流程
1.1机械结构
新型钢卷运输装置主要由c形钩、小车、拖链、框架辐道和液压泵站等组成,具体外形如图1所示。
c形钩本体通过升降主油缸与小车相连,并且c形钩本体两侧有导向槽,小车上的滑块在c形钩导向槽内随主油缸升降可以上下滑动,起到很好的导向作用,防止主油缸受到外界径向力作用发生油缸损坏的现象$如图2所示,C形钩设置有弧形鞍座,并在鞍座上加装了接近开关模块,能够感应C形钩是否接触到钢卷内圈$主油缸上集成了平衡阀块,防止钢卷升降作业过程中发生失控及意外下坠现象,并且主油缸内设置了位移传感器,可以根据卷径大小确定油缸伸出具体行程,从而确定C形钩插入到钢卷内圈的具体高度$小车共有4个滚轮组,其中2组为驱动轮,采用齿轮马达驱动形式,如图3所示,主滚轮两侧装有侧轮,使得滚轮组与轨道紧密贴合,从而杜绝脱轨事故的发生$小型泵站设置在小车上,随小车一同移动。
拖链主要用于动力电缆、各类开关线和传感器线等的移动$框架轨道上设置了维修通道及栏杆,方便维修人员对小车进行维修保养$
1"工艺流程
钢卷小车将钢卷从卷筒上托运至打包机鞍座上进行打包"钢卷运输装置根据PLC计算钢卷中心后的高度位置,将C形钩降至指定位置,再将C形钩插入到钢卷中心"C形钩缓慢提升,待C形钩的弧形鞍座接触到钢卷内圈,压缩感应杆弹簧接收到接近开关信号,证明C形钩弧形鞍座已经接触到钢卷"钢卷快速提升,并且小车同时高速移动至减速位,切换成低速至包装线鞍座正上方停止"钢卷高速下降,通过PLC计算减速位置,到达低速位后切换成低速下降"钢卷安全落在包装线鞍座上,C形钩继续低速下降至钢卷中心"C形钩撤离钢卷,钢卷进入包装线进行下一步安装及运输;以上一个工艺流程完成,进而循环往复$
收稿日期=2018-08-22
作者简介:蒋国进(1986-),男,工程师
第2期蒋国进,等:新型钢卷运输装置及其液压系统分析57
图1钢卷运输装置外形图
感应杆
\接近开关
图2弧形鞍座和接近开关示意图
滚轮
图8滚轮组示意图
2液压原理及特点
原有的液压站不能满足该钢卷运输装置时序流量的需要,所以单独设置了一套随车小泵站,传统液压系统设计方式为恒压变量泵+高、低速双回路,此方式存在以下两个主要缺点:
(1)恒压变量泵虽然能够满足流量及压力需求,流量可以随时变化,但是恒压就要带来较大的功率浪费,又由于一个钢卷的卷取时间较长,导致小泵站待机时间较长,造成了较大的能源浪费,节能性较差。
(2)传统高、低速双回路虽然能够切换高、低速,但是每次吊装的钢卷重量不一样以及空载情况,导致速度难以精确控制,会出现吊装质量重的钢卷速度快,吊装质量轻的钢卷或空载时速度慢的情况,并且调节速度不能远程控制,严重影响钢卷运输的时序,进而影响整个钢厂的产量。
为了克服这两个主要缺点,图4原理图中的泵站采用了压力补偿和负载敏感技术进行设计,速度控制不受钢卷重量的影响,泵源压力随负载变化而变化。
图4新型钢卷运输装置液压原理图
2"压力补偿技术的原理及特点
压力补偿的基本原理是基于伯努利流量方程
58现代冶金第47卷
式中Q为阀芯开口流量(为阀流量系数;A为阀芯开口面积;!P为阀进出口压力差(为液压油密度$
流量系数和油密度为常数,阀芯开口流量只与开口面积和阀进出口压差相关$压力补偿技术就是采用定差式减压阀+梭阀的组合,将阀进出口压差控制在某一恒定值(约1.4bar(140kPa)),此时流量就只与比例阀开口度相关,不受负载影响,并且采用了比例换向阀设计,进而主油缸速度能够精准并且远程无级控制$
2"负载敏感技术的原理及特点
为实现按需供油,将能量损失降低到最小,随着变量泵的使用,负载敏感技术广泛地应用在变量泵液压系统$负载敏感技术是一种利用液压泵出口压力与负载压力之间的差值来控制和调节液压泵输出流量的技术,是在开环的液压传动回路中实现的一种压力闭环液压泵控制方式&'$该系统用在钢卷运输装置上,可根据钢卷重量以及所需升降速度快慢按主油缸实际需要提供所需要的压力和流量,与采用定量泵供油方式相比大大降低了能量消耗$如图4所示,负载压力通过梭阀传递到DFR泵上的负载敏感口,DFR泵根据负载压力P l自动调整泵压力P p和流量,泵出口压力P p=P l+14bar(式中14 bar(1400kPa)为泵内的FR流量控制阀弹簧的压力)$
待机状态下,比例阀处于中位关闭,负载压力P l为0bar,泵排量保持在仅足够维持油泵的压力P p为14bar;流量增大过程,比例阀开口度加大,假设钢卷产生的负载压力P l为30bar,在负载压力的作用下,FR阀芯移至泄油端,液压油从泵变量活塞内排出,泵摆角变大,从而泵的流量变大,比例阀入口侧的压力P p由于流量增加而上升,直至P p达到44bar,而后FR阀芯回到平衡位置,泵排量不再增加,流量保持;流量减少过程,比例阀开口度减小,前后压差上升,超过了14bar,此时泵内FR阀芯移动,液压油进入到泵变量活塞内,推动变量活塞杆,致使摆角变小,排量减少,压差也跟着减小,直至压差减小到14bar,FR阀芯回到平衡位置,流量保持。
3结束语
本文介绍的钢卷运输装置在结构上和功能上都较为新颖,有力弥补了传统结构的短板,丰富了钢卷运输装置的种类,并且其配备的液压系统采用压力补偿技术和负载敏感技术,达到“所得即所需”的效果,大大降低了系统的能耗$
参考文献:
[1]段春燕.新型钢卷运输系统简介&].重工与起重技术,
2010,(3):10-13.
[2]王宝琳.负载敏感和压力补偿技术在高空作业车液压
系统中的应用[J].中国修船,2009,(4):
61-62.。