一种立式两辊轧机接轴托架升降控制方法与流程

本发明属于液压控制技术领域，尤其涉及一种立式两辊轧机接轴托架升降控制方法。

背景技术：

立式两辊型钢轧机通常由轧机传动电动机、传动齿轮箱、轧机传动接轴、接轴托架、接轴托架升降驱动机构、立式轧机机架基座、装有辊系的机架小车(简称机架小车)、轧机机架横移小车以及机架小车进/出驱动液压缸等所组成，其中接轴托架升降驱动机构通常由接轴托架升降液压马达、接轴托架升降蜗轮箱以及接轴托架升降丝杆构成。小h型钢立式两辊轧机结构示意图以及轧机接轴托架升降驱动的液压系统图分别如下图1-3和图4所示。在立式两辊型钢轧机换辊时，在线机架小车首先在接轴托架的驱动下由轧制位置缓慢下降至换辊位置，在该位置机架小车底部滚轮刚好落在机架横移小车的轨道上，然后，接轴托架与机架小车锁紧缸(用于接轴托架与机架小车间的锁紧)的活塞杆缩回(即接轴托架与机架小车脱离)，接轴托架空载上升至高位(即轧制位置)，机架基座与轧机小车锁紧缸(用于机架基座与机架小车间的锁紧)活塞杆缩回(即在线机架小车与机架基座脱离)，在此之后，在线机架小车由轧机机架横移小车移出轧制线，同时放置在轧机机架横移小车上待上线的机架小车被移至换辊位置；当待上线的机架小车到达换辊位置后，首先接轴托架空载下降直到机架小车上的轧辊其扁头完全进入接轴托架为止，然后，接轴托架与机架小车锁紧缸的活塞杆伸出(即接轴托架与机架小车已锁紧)，机架基座与机架小车锁紧缸的活塞杆伸出(即机架基座与机架小车已锁紧)，在此之后，接轴托架带着机架小车一起上升至轧制位置，至此换辊结束。原接轴托架升降驱动机构在接轴托架空载(即接轴托架本体)或有载(即接轴托架与机架小车一同)上升时均采用液压系统管线压力(即130bar)经调速阀施加到接轴托架升降液压马达上升驱动时的负载腔，而下降时均采用50bar的减压值经调速阀施加到接轴托架升降液压马达下降驱动时的负载腔。这样，在接轴托架上升(尤其是接轴托架空载上升)时，若接轴托架高位(即接轴托架轧制位置)检测开关未能捡得(如感应开关间隙变大等)，接轴托架升降液压马达在过大的管线压力驱动下将使接轴托架快速冲击接轴托架高位机械止动块，由此导致接轴托架升降丝杆与蜗轮间的螺纹副咬死以及涡轮受损；在接轴托架空载下降与新辊系扁头对接时，为了防止因接轴托架扁头套位置与新辊系的轧辊扁头位置偏离过大而导致接轴托架扁头套与轧辊扁头间出现较大的冲击，由此使接轴托架本体受损，轧钢操作工只能采用接轴托架缓慢点动下降的方式，这样不仅增大了操作工的工作量而且还延长了换辊时间；在接轴托架带机架小车下降时，由于机架小车在实际使用过程中存在变形问题，各机架小车的实际高度不尽相同，这样，无法通过一个固定的检测开关来确定接轴托架的下降终位(即接轴托架换辊位置)，故此，为了防止带机架小车的接轴托架在机架小车下降到位后仍然处在下降驱动状态，由此导致机架小车底部滚轮构件损坏，轧钢操作工同样只能采用接轴托架缓慢点动下降的方式将在线机架小车下放至换辊位置。

在实现本发明的过程中，发明人发现现有技术至少存在以下问题：对于液压马达驱动的型钢立式两辊轧机接轴托架，由上述分析可知，若其升降仅采用单一的液压马达驱动压力，则为了防止接轴托架以及机架小车的损坏，轧钢操作工在立式机架换辊时只能缓慢点动操作接轴托架升降，由此给立式机架换辊带来很大的困难。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是提供一种实现型钢立式机架快速简便的换辊的立式两辊轧机接轴托架升降控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种立式两辊轧机接轴托架升降控制方法，升降控制程序包括七个控制单元：

功能块lxztsjc01、lxztsjc02、lxztsjc11、lxztsjc14、lxztsjc21和lxztsjc38构成立式两辊型钢轧机接轴托架空载下降启动控制单元；功能块lxztsjc12、lxztsjc13、lxztsjc14、lxztsjc21和lxztsjc38构成立式两辊型钢轧机接轴托架有载下降启动控制单元；功能块lxztsjc03～lxztsjc10构成立式两辊型钢轧机接轴托架下降中断控制单元；功能块lxztsjc15～lxztsjc20构成立式两辊型钢轧机接轴托架下降速度切换控制单元；功能块lxztsjc22、lxztsjc31、lxztsjc32、lxztsjc37和lxztsjc38构成立式两辊型钢轧机接轴托架有载上升启动控制单元；功能块lxztsjc33～lxztsjc38构成立式两辊型钢轧机接轴托架空载上升启动控制单元；功能块lxztsjc23～lxztsjc30构成立式两辊型钢轧机接轴托架上升中断控制单元；

立式两辊型钢轧机接轴托架的下降有两种形式，即接轴托架空载下降和接轴托架有载下降，故此，在接轴托架升降控制程序中分别设置接轴托架空载下降启动控制单元、接轴托架有载下降启动控制单元以及接轴托架下降中断控制单元；在接轴托架下降中断控制单元输出的下降中断信号——即功能块lxztsjc10的输出状态为‘0’的情况下，通过接轴托架空载下降启动控制单元以及接轴托架有载下降启动控制单元可分别实现接轴托架的空载和有载下降操作，这两种形式的下降操作均使功能块lxztsjc14的输出状态为‘1’，即使托架升降液压换向阀下降控制线圈得电，并同时通过功能块lxztsjc21以及lxztsjc38输出托架升降速度控制比例减压阀的压力设定值，使接轴托架按照设定的速度下降；鉴于接轴托架在未到达下降终止位前的下降过程中其升降液压马达下降驱动时的回油腔压力将远大于10bar压力，而在接轴托架到达下降终止位时其升降液压马达下降驱动时的回油腔压力将逐渐趋近于液压系统回油管线的压力——该压力远小于10bar压力，故此，在接轴托架下降的过程中，当接轴托架升降液压马达下降驱动时的回油腔压力开关ⅰ——其压力检测门槛值10bar由捡得——即压力大于10bar变成检失——即压力小于或等于10bar并持续1秒以上时，接轴托架下降中断控制单元判定接轴托架已到达下降终止位并使该单元中功能块lxztsjc10的输出状态由‘0’变‘1’，由此中断接轴托架的下降操作，以免接轴托架和机架小车在接轴托架下降过程中受到长时间过度圧靠而损坏。

对于液压马达驱动的立式两辊型钢轧机接轴托架，为了获得较快的接轴托架换辊下降速度，缩短机架换辊时间，需要在托架升降液压马达下降驱动时的负载腔施加较高的压力，但是，在托架整个下降过程中，若在其升降液压马达下降驱动时的负载腔一直施加较高的压力，则托架下降——尤其是托架带机架小车下降至终位时，由于托架快速运动的冲击力以及液压马达施加的圧靠力过大，由此必然导致接轴托架本体以及机架小车底部滚轮构件损坏；因此可以使托架在接近下降终位的区域采用低速下降而在其它区域则采用高速下降，基于此，在该接轴托架升降控制程序中设置了接轴托架下降速度切换控制单元，该单元仅仅通过设置在托架下降终位的上方并与之靠近的感应开关——简称托架低位减速开关以及托架下降指令将接轴托架整个下降移动范围分成高速下降区和低速下降区；在托架下降的过程中，当托架低位减速开关捡得时，托架下降速度切换控制单元中功能块lxztsjc19的输出状态将由‘0’变‘1’，功能块lxztsjc20输出的托架升降液压马达下降驱动时的负载腔压力设定值将由50bar变成25bar，这样，托架将以低压低速的方式接近和圧靠托架的下降终位，由此避免了接轴托架和机架小车底部滚轮构件因托架下降至终位的速度过快以及圧靠力过大而出现损坏。

立式两辊型钢轧机接轴托架的上升也有两种形式，即接轴托架空载上升和接轴托架有载上升，故此，在接轴托架升降控制程序中分别设置接轴托架空载上升启动控制单元、接轴托架有载上升启动控制单元以及接轴托架上升中断控制单元；在接轴托架上升中断控制单元输出的上升中断信号——即功能块lxztsjc30的输出状态为‘0’的情况下，通过接轴托架空载上升启动控制单元以及接轴托架有载上升启动控制单元可分别实现接轴托架的空载和有载上升操作，这两种形式的上升操作均使功能块lxztsjc37的输出状态为‘1’，即使托架升降液压换向阀上升控制线圈得电，并通过功能块lxztsjc32与lxztsjc38以及功能块lxztsjc36与lxztsjc38分别输出托架有载和空载上升时托架升降速度控制比例减压阀的压力设定值，使接轴托架有载或空载时均能按照设定的速度上升；针对接轴托架的高位——即接轴托架轧制位置，该接轴托架升降控制程序通过两种方式对接轴托架的高位进行控制：在正常情况下，在接轴托架上升过程中，当接轴托架高位检测开关——如感应开关捡得时，接轴托架上升中断控制单元中功能块lxztsjc30的输出状态将由‘0’变‘1’，由此中断接轴托架的上升操作；在接轴托架上升至高位时，若接轴托架高位检测开关未能正常检得——如感应开关间隙变大，接轴托架将继续上升直至上升终止位；针对这种异常情况，鉴于接轴托架在未到达上升终止位前的上升过程中其升降液压马达上升驱动时的回油腔压力将远大于10bar压力，而在接轴托架到达上升终止位时其升降液压马达上升驱动时的回油腔压力将逐渐趋近于液压系统回油管线的压力——该压力远小于10bar压力，故此，在接轴托架上升的过程中，当接轴托架升降液压马达上升驱动时的回油腔压力开关ⅱ——其压力检测门槛值10bar由捡得——即压力大于10bar变成检失——即压力小于或等于10bar并持续1秒以上时，接轴托架上升中断控制单元判定接轴托架已到达上升终止位并使该单元中功能块lxztsjc30的输出状态将由‘0’变‘1’，由此中断接轴托架的上升操作，以免接轴托架在上升过程中受到长时间的过度圧靠而损坏。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果，可以使型钢立式两辊轧机安全快速地实现换辊。

附图说明

图1为小h型钢立式两辊轧机的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的局部放大图；

图4为轧机接轴托架升降驱动的液压系统图；

图5为本发明实施例提供的立式两辊型钢轧机接轴托架升降控制程序结构图；

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

在上图5中，nsw为“数字转换开关”功能块，当i＝‘1’时，，当i＝‘0’时，；ncm为“数值比较”功能块，当时，qu为‘1’，当时，qe为‘1’，当时，ql为‘1’；rsr为“复位端r优先的rs触发器”功能块，当s为‘1’，r为‘0’时，q为‘1’，qn为‘0’，当s为‘1’，r为‘1’时，q为‘0’，qn为‘1’，当s为‘0’，r为‘0’时，q和qn保持原态，当s为‘0’，r为‘1’时，q为‘0’qn为‘1’；ete为“前后沿设别”功能块，当输入端i由‘0’变‘1’时，qp端仅输出长度为1个循环周期的正向脉冲，在其余状态下qp端保持为‘0’态。当输入端i由‘1’变‘0’时，qn端仅输出长度为1个循环周期的正向脉冲，在其余状态下qn端保持为‘0’态；mfp为“固定宽度脉冲发生器”功能块，当输入端i由‘0’变‘1’时，q端将输出1个时间长度为t的正向脉冲，并且在q端输出正向脉冲期间，输入端i的状态变化对q端输出状态不再产生影响；pde为“前沿延时”功能块；add为“加法器”功能块；or为“或门”；and为“与门”；not为“非门”。该立式两辊型钢轧机接轴托架升降控制程序的设计及控制思想如下：

(1).该立式两辊型钢轧机接轴托架升降控制程序主要由七个控制单元组成，即功能块lxztsjc01、lxztsjc02、lxztsjc11、lxztsjc14、lxztsjc21和lxztsjc38构成立式两辊型钢轧机接轴托架空载下降启动控制单元；功能块lxztsjc12、lxztsjc13、lxztsjc14、lxztsjc21和lxztsjc38构成立式两辊型钢轧机接轴托架有载下降启动控制单元；功能块lxztsjc03～lxztsjc10构成立式两辊型钢轧机接轴托架下降中断控制单元；功能块lxztsjc15～lxztsjc20构成立式两辊型钢轧机接轴托架下降速度切换控制单元；功能块lxztsjc22、lxztsjc31、lxztsjc32、lxztsjc37和lxztsjc38构成立式两辊型钢轧机接轴托架有载上升启动控制单元；功能块lxztsjc33～lxztsjc38构成立式两辊型钢轧机接轴托架空载上升启动控制单元；功能块lxztsjc23～lxztsjc30构成立式两辊型钢轧机接轴托架上升中断控制单元。

(2).考虑到立式两辊型钢轧机接轴托架的下降有两种形式，即接轴托架空载下降和接轴托架有载下降，故此，在接轴托架升降控制程序中分别设置了接轴托架空载下降启动控制单元、接轴托架有载下降启动控制单元以及接轴托架下降中断控制单元。由上图2所示的立式两辊轧机接轴托架升降液压控制系统图以及上图3所示的立式两辊轧机接轴托架升降控制程序结构图可知，在接轴托架下降中断控制单元输出的下降中断信号(即功能块lxztsjc10的输出状态)为‘0’的情况下，通过接轴托架空载下降启动控制单元以及接轴托架有载下降启动控制单元可分别实现接轴托架的空载和有载下降操作，这两种形式的下降操作均使功能块lxztsjc14的输出状态为‘1’，即使托架升降液压换向阀下降控制线圈得电，并同时通过功能块lxztsjc21以及lxztsjc38输出托架升降速度控制比例减压阀的压力设定值，使接轴托架按照设定的速度下降。鉴于接轴托架在未到达下降终止位前的下降过程中其升降液压马达下降驱动时的回油腔压力将远大于10bar压力，而在接轴托架到达下降终止位时其升降液压马达下降驱动时的回油腔压力将逐渐趋近于液压系统回油管线的压力(该压力远小于10bar压力)，故此，在接轴托架下降的过程中，当接轴托架升降液压马达下降驱动时的回油腔压力开关1(其压力检测门槛值10bar)由捡得(即压力大于10bar)变成检失(即压力小于或等于10bar)并持续1秒以上时，接轴托架下降中断控制单元判定接轴托架已到达下降终止位并使该单元中功能块lxztsjc10的输出状态由‘0’变‘1’，由此中断接轴托架的下降操作，以免接轴托架和机架小车在接轴托架下降过程中受到长时间过度圧靠而损坏。

(3).对于液压马达驱动的立式两辊型钢轧机接轴托架，为了获得较快的接轴托架换辊下降速度，缩短机架换辊时间，需要在托架升降液压马达下降驱动时的负载腔施加较高的压力(如50bar),但是，在托架整个下降过程中，若在其升降液压马达下降驱动时的负载腔一直施加较高的压力，则托架下降(尤其是托架带机架小车下降)至终位时，由于托架快速运动的冲击力以及液压马达施加的圧靠力过大，由此必然导致接轴托架本体以及机架小车底部滚轮构件损坏。为了解决接轴托架快速下降所带来的问题，可以使托架在接近下降终位的区域采用低速下降而在其它区域则采用高速下降，正是基于此，在该接轴托架升降控制程序中设置了接轴托架下降速度切换控制单元，该单元仅仅通过设置在托架下降终位的上方并与之靠近的感应开关(简称托架低位减速开关)以及托架下降指令将接轴托架整个下降移动范围分成高速下降区和低速下降区。由上图3所示的立式两辊轧机接轴托架升降控制程序结构图可知，在托架下降的过程中，当托架低位减速开关捡得时，托架下降速度切换控制单元中功能块lxztsjc19的输出状态将由‘0’变‘1’，功能块lxztsjc20输出的托架升降液压马达下降驱动时的负载腔压力设定值将由50bar变成25bar,这样，托架将以低压低速的方式接近和圧靠托架的下降终位，由此避免了接轴托架和机架小车底部滚轮构件因托架下降至终位的速度过快以及圧靠力过大而出现损坏。

(4).考虑到立式两辊型钢轧机接轴托架的上升也有两种形式，即接轴托架空载上升和接轴托架有载上升，故此，在接轴托架升降控制程序中分别设置了接轴托架空载上升启动控制单元、接轴托架有载上升启动控制单元以及接轴托架上升中断控制单元。由上图2所示的立式两辊轧机接轴托架升降液压控制系统图以及上图3所示的立式两辊轧机接轴托架升降控制程序结构图可知，在接轴托架上升中断控制单元输出的上升中断信号(即功能块lxztsjc30的输出状态)为‘0’的情况下，通过接轴托架空载上升启动控制单元以及接轴托架有载上升启动控制单元可分别实现接轴托架的空载和有载上升操作，这两种形式的上升操作均使功能块lxztsjc37的输出状态为‘1’，即使托架升降液压换向阀上升控制线圈得电，并通过功能块lxztsjc32与lxztsjc38以及功能块lxztsjc36与lxztsjc38分别输出托架有载和空载上升时托架升降速度控制比例减压阀的压力设定值，使接轴托架有载或空载时均能按照设定的速度上升。针对接轴托架的高位(即接轴托架轧制位置)，该接轴托架升降控制程序通过两种方式对接轴托架的高位进行控制。在正常情况下，在接轴托架上升过程中，当接轴托架高位检测开关(如感应开关)捡得时，接轴托架上升中断控制单元中功能块lxztsjc30的输出状态将由‘0’变‘1’，由此中断接轴托架的上升操作；在接轴托架上升至高位时，若接轴托架高位检测开关未能正常检得(如感应开关间隙变大等)，接轴托架将继续上升直至上升终止位。针对这种异常情况，鉴于接轴托架在未到达上升终止位前的上升过程中其升降液压马达上升驱动时的回油腔压力将远大于10bar压力，而在接轴托架到达上升终止位时其升降液压马达上升驱动时的回油腔压力将逐渐趋近于液压系统回油管线的压力(该压力远小于10bar压力)，故此，在接轴托架上升的过程中，当接轴托架升降液压马达上升驱动时的回油腔压力开关2(其压力检测门槛值10bar)由捡得(即压力大于10bar)变成检失(即压力小于或等于10bar)并持续1秒以上时，接轴托架上升中断控制单元判定接轴托架已到达上升终止位并使该单元中功能块lxztsjc30的输出状态将由‘0’变‘1’，由此中断接轴托架的上升操作，以免接轴托架在上升过程中受到长时间的过度圧靠而损坏。

在小h型钢2#和5#立式两辊型钢轧机控制系统中投入了使用，实际使用效果很好，可以使型钢立式两辊轧机安全快速地实现换辊。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。