专利名称：步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法
技术领域：
本发明涉及一种步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法。
背景技术：
冶金企业中热轧带钢步进式加热炉的步进机构一般采用液压驱动，步进梁升降由二个或四个提升油缸驱动，平移由一个平移油缸驱动，步进梁在油缸驱动下作上升、前进、 下降、后退的运动曲线，在上升和下降的运动行程中包含步进梁的接坯段以及临近运动结束时的停止段，在前进和后退运动行程中包含临近运动结束时的停止段。目前步进梁的步进曲线设计只是单纯地从加热炉本身的工艺要求出发，如步进周期、运行速度等，其前进、 后退时运动曲线一致，上升、下降时运动曲线一致；由于未考虑步进梁的带载和空载情况， 造成步进梁步进运动时液压系统输出功率分配不合理，即步进梁上升时由液压油缸无杆腔驱动，此时系统主泵输出流量和输出压力最大，系统输出功率也最大，而下降时依靠步进梁及钢坯自重下降，系统输出功率几乎为零；步进梁前进时由于带载运行，要求冲击小，而后退时为空载运行，要求运行时间短。液压系统只是被动地适应步进炉的工艺要求，并根据系统最大输出流量及压力来确定主泵数量、电机功率以及配套液压件规格等，这就造成了步进机构液压系统配置的不合理系统成本过高、能耗过高，资源浪费。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法，本方法根据加热炉步进梁的带载情况以及工艺要求，合理优化步进梁的步进曲线，实现系统功率的合理分配，降低系统最大输出流量以减少液压系统主泵数量、降低配套液压阀组的规格，达到了降低系统成本及能耗的目的。为解决上述技术问题，本发明步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法包括如下步骤
步骤一、根据步进炉的工艺要求，设定步进梁运动的步进周期为T，上升段行程为下降段行程为Stb、前进段行程为Stm、后退段行程为Sjsia，所述上升段行程和下降段行程中包括步进梁的接坯段行程S1和停止段行程，所述前进段行程和后退段行程中包括停止段行程；
步骤二、设定步进梁各运动段的运动时间为上升段、前进段、下降段tTPf、后退段^退，并满足了 =丨雄+ 》+%■ ，t上升H下降，Iti进Hjgia,设定上升段和下降段中的停止段时间为 4 ,前进段和后退段中停止段时间为‘，、和‘设定为0. 54秒；
步骤三、设定步进梁各运动段的极限加速度为 ，步进梁带载运行时加速度为J X (Ι—2 ,步进梁空载运行时加速度为細(Ymmmis2 ,下降段由于步进梁靠自重下降，此时加速度为彡100 勵'S2 ；步骤四、根据步进梁的带载情况设定各运动段的速度，在上升段和下降段中，高速巧、
接坯段速度G=AF1、停止段速度G = h《，其中为比例系数，0< k2< 1，0< k3<
1，在前进段和后退段中，高速I ,停止段速度& = k、· Vhl，其中k2x为比例系数，0< k2x< 1 ；
步骤五、由于步进梁上升时由提升缸无杆腔驱动，下降时由提升缸有杆腔驱动，因此步进梁上升段的高速G对应液压系统最大输出流量β·，并满足= 2巧式中为油缸数量，j为提升油缸无杆腔面积，
根据D 确定液压系统主泵数量，并满足約^，^ (式1)
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式中δ为单台主泵额定流量；
步骤六、计算步进梁各个运动段的起始运动时间、高速运动时间 上升段运动时，步进梁起始运动时间、、间隔接坯段的两段高速运动时间t2和t权利要求
1. 一种步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法，其特征在于本方法包括如下步骤 步骤一、根据步进炉的工艺要求，设定步进梁运动的步进周期为T，上升段行程为下降段行程为Stb、前进段行程为Stm、后退段行程为Sjsia，所述上升段行程和下降段行程中包括步进梁的接坯段行程S1和停止段行程，所述前进段行程和后退段行程中包括停止段行程；步骤二、设定步进梁各运动段的运动时间为上升段、前进段、下降段tTPf、后退段t后退，并满足r =作+%■ +《■，t上升〉t下降，t前进〉tg退，设定上升段和下降段中的停止段时间为4前进段和后退段中停止段时间为‘，、和&设定为0.5~1秒；步骤三、设定步进梁各运动段的极限加速度为 ，步进梁带载运行时加速度为仏 ^,步进梁空载运行时加速度为 2 ^ 120 /S2，下降段由于步进梁靠自重下降，此时加速度为 ^ 100 /S2 ；步骤四、根据步进梁的带载情况设定各运动段的速度，在上升段和下降段中，高速^、 接坯段速度6=66、停止段速度F3=^F1,其中为比例系数，0< k2< 1，0< k3<1，在前进段和后退段中，高速& ,停止段速度If2x = k2x · Flx，其中k2x为比例系数，0< k2x< 1 ；步骤五、由于步进梁上升时由提升缸无杆腔驱动，下降时由提升缸有杆腔驱动，因此步进梁上升段的高速G对应液压系统最大输出流量6 ，并满足=約式中力油缸数量，^为提升油缸无杆腔面积，根据D 确定液压系统主泵数量，并满足^1S-V1 (式1) Cw1Q式中β为单台主泵额定流量；步骤六、计算步进梁各个运动段的起始运动时间、高速运动时间上升段运动时，步进梁起始运动时间、、间隔接坯段的两段高速运动时间t2和t全文摘要
本发明公开了一种步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法，即根据步进炉液压系统主泵及油缸的规格、步进运动时各段行程以及步进周期进行优化计算，结合步进运动各段的带载和空载情况，实现步进曲线的优化，使步进梁在允许步进周期之内，各运动段冲击最小、系统功率分配最合理，达到降低液压系统最大输出流量，对应步进梁上升段的高速，以优化液压系统主泵数量、降低配套阀组的规格，节省了设备成本，降低了设备运行能耗，同时提高设备运行的稳定性。
文档编号F15B11/18GK102221291SQ20111007690
公开日2011年10月19日 申请日期2011年3月29日 优先权日2011年3月29日
发明者华良, 廖永锋, 张久林, 缪洪斌 申请人:上海宝钢工业检测公司