一种新型驱动辊液压控制系统的制作方法

本实用新型属于连续铸钢的液压控制技术领域，涉及一种驱动辊液压控制系统。

背景技术：

在连续铸钢领域中，随着市场对铸坯规格的差异化需求，浇注的铸坯规格越来越厚，由此带来的铸坯中心疏松和偏析也越来越严重，极大影响了铸坯的内部质量，轻压下技术作为消除上述缺陷的最有效的方法也被广泛应用于连续铸钢技术中。同时为了追求生产的高效率以及铸坯的高质量性能，要求连铸机既能浇注常规规格的铸坯，也能生产高质量和高附加值的特厚铸坯，所以要求连铸机驱动辊具备对铸坯实施常规压下以及轻压下的功能。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于提供一种新型驱动辊液压控制系统，本实用新型的有益效果是驱动辊具备对铸坯实施常规压下以及轻压下的功能，生产效率高、节能、自动化程度高以及工作可靠。

本实用新型所采用的技术方案是包括安装有位移传感器的液压缸，液压缸的塞腔与杆腔分别与普通控制回路以及轻压下控制回路连接；普通控制回路由球阀A和球阀B、电磁换向阀、差动电磁换向阀、逻辑阀A和逻辑阀B、节流阀、溢流阀A以及测压接头M组成；压力管路P1经球阀A与电磁换向阀的油口P连接，压力管路P2经球阀B与电磁换向阀的油口T连接；电磁换向阀的油口A设置有测压接头M并与差动电磁换向阀的油口P连接，差动电磁换向阀的油口T与单向阀A的油口A连接并经单向阀A与回油管路T连接；差动电磁换向阀的油口A与逻辑阀B的油口A连接，逻辑阀B的油口B经过胶管B与液压缸的塞腔连接；差动电磁换向阀的油口B与逻辑阀A的油口A连接，逻辑阀A的油口B经节流阀、胶管A与液压缸的杆腔连接；节流阀与胶管A之间设置有测压接头M，并与溢流阀A的油口P相连接；逻辑阀B的油口B与胶管B之间设置有测压接头M，并与溢流阀A的油口T相连接；

轻压下控制回路由球阀C、单向阀A、单向阀B、单向阀C、单向阀D、电磁换向阀、梭阀、三通溢流阀、液控单向阀A、液控单向阀B、液控单向阀C、快速阀、溢流阀B、电磁比例溢流阀、调速阀、压力变送器A和压力变送器B以及测压接头M组成；压力管路P3经球阀C与电磁换向阀的油口P连接，电磁换向阀的油口T与单向阀A的油口A连接并经单向阀A与回油管路T连接，电磁换向阀的油口A分别与梭阀的油口A以及单向阀C的油口A相连接，电磁换向阀的油口B分别与梭阀的油口B以及三通减压阀的油口P相连接；单向阀C的油口B与快速阀的油口P连接并设置有测压接头M；三通减压阀的油口A与液控单向阀A的油口A连接，三通减压阀的油口T与单向阀A的油口A连接并经单向阀A与回油管路T连接，三通减压阀的油口L与电磁比例溢流阀的油口P连接；电磁比例溢流阀的油口P经调速阀与电磁换向阀的油口B连接，电磁比例溢流阀的油口T与单向阀B的油口A连接并经单向阀B与泄油管路L连接；液控单向阀A的油口B与快速阀的油口P连接，液控单向阀A的控制油口X与电磁换向阀的油口B连接，液控单向阀A的泄油口Y与单向阀B的油口A连接并经单向阀B与泄油管路L连接；快速阀的油口T与单向阀A的油口A连接并经单向阀A与回油管路T连接，快速阀的油口A与液控单向阀B的油口A连接，快速阀的油口B与液控单向阀C的油口A连接；液控单向阀B的油口B经胶管A与液压缸的杆腔连接，液控单向阀B的油口B设置有压力变送器A,液控单向阀B的油口B与单向阀D的油口B连接并经单向阀D的油口A与单向阀A的油口A连接由单向阀A与回油管路T连接，液控单向阀B的泄油口Y与单向阀B的油口A连接并经单向阀B与泄油管路L连接；液控单向阀C的油口B经胶管B与液压缸的塞腔连接，液控单向阀C的油口B设置有压力变送器B,液控单向阀C的油口B与溢流阀B的油口P连接并经溢流阀的油口T与单向阀A的油口A连接由单向阀A与回油管路T连接，液控单向阀C的泄油口Y与单向阀B的油口A连接并经单向阀B与泄油管路L连接；梭阀的油口X设置有测压接头M，并分别与逻辑阀A的控制油口X、逻辑阀B的控制油口X、液控单向阀B的控制油口X以及液控单向阀C的控制油口X相连接。

进一步，电磁换向阀用于实现轻压下控制回路的压力选择功能；电磁换向阀的电磁铁b得电，压力管路P3压力经电磁换向阀、单向阀C进入快速阀，根据位移传感器的反馈，由快速阀控制液压缸的实时位置，实现液压缸的闭环控制功能；连铸生产工艺要求对铸坯实施连续压力可调控制时，电磁换向阀的电磁铁a得电，压力管路P3压力经电磁换向阀、三通减压阀、液控单向阀A进入快速阀，由快速阀控制液压缸的压下压力，根据压力变送器A和B的反馈，通过整定电磁比例溢流阀的压力实现液压缸的连续压力可调控制功能。

进一步，轻压下控制回路实现两种压力控制；其中一种为由电磁换向阀的油口A经单向阀C作用于快速阀的油口P的轻压下系统压力，该压力为直接来自压力管路P3的压力，另一种为电磁换向阀的油口B经三通减压阀及液控单向阀A作用于快速阀的油口P的压力，该压力实现远程连续可调控制；由电磁比例溢流阀实现远程控制，电气设定电磁比例溢流阀的压力，即控制施加在三通减压阀的泄油口L的回油压力来实现压力连续可调控制功能；所述调速阀用于提供稳定的流量提高电磁比例溢流阀的控制精度及稳定性；所述单向阀C及液控单向阀A实现各自压力控制回路的相互隔离作用；所述三通减压阀通过回油口T能实现液压缸超载时的快速泄压功能，保护铸坯以及设备不受损坏。

进一步，差动电磁换向阀带位置锁定功能，即使在故障状态下也能保持故障前的状态，用于控制液压缸的缩回，驱动辊的抬起；以及实现液压缸的快速伸出，当差动电磁换向阀的电磁铁b得电时，差动电磁换向阀的油口A与差动电磁换向阀的油口B相通，由于液压缸的差动功能，塞腔排出的油液通过差动电磁换向阀进入液压缸的杆腔，实现液压缸的快速压下；由于液压缸的差动效应，液压缸杆腔的压力会增大，溢流阀A用于保护液压缸的杆腔回路，避免造成设备损坏；采用差动电磁换向阀控制液压缸的快速压下功能可以大大减小液压站的压力油源供油能力，尤其多台液压缸同时工作时，能极大降低液压站的功率配置。

进一步，梭阀的功能是确保轻压下控制回路作用时，通过梭阀的控制油口X实现普通控制回路的逻辑阀A和逻辑阀B的完全关闭，同时也实现液控单向阀B和液控单向阀C的开启；当轻压下控制回路失效状态下，液控单向阀B和液控单向阀C实现自动关闭以及逻辑阀A和逻辑阀B实现自动开启，隔离轻压下控制回路的回路，使普通控制回路能可靠工作。

普通控制回路由电磁换向阀对来自液压站的多种压力进行切换，能实现对驱动辊液压缸的抬起以及两种压力的压下控制，分别实现对引锭杆以及对铸坯的压下控制。通过差动回路，当多台驱动辊同时动作时能实现快速压下功能，同时还能减小液压站的功率配置。驱动辊的压下速度通过节流阀来调整。轻压下控制回路用于控制驱动辊实现轻压下的位置或者压力控制模式。通过检测液压缸上的位移传感器的数值，电气自动控制快速阀实现对液压缸的位置闭环控制；通过检测液压缸杆腔及塞腔的压力变送器的数值，电气自动控制电磁比例减压阀实现对液压缸的压力闭环控制。位置及压力控制模式通过电磁换向阀选择，两种模式相互隔离，互不影响。普通控制回路与轻压下控制回路之间互不干扰。当轻压下控制回路工作时，普通控制回路通过逻辑阀与轻压下控制回路自动隔离；当普通回路工作时，轻压下控制回路通过电磁阀及液控单向阀与普通控制回路自动隔离；更进一步地，如果轻压下控制回路失效或者出现故障，液压缸的控制能自动切换到普通控制回路，驱动辊自动切换成对铸坯的常规压下控制，不影响连铸机的生产连续性，提高连铸机的工作可靠性。

附图说明

图1是驱动辊压下液压控制系统结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型如图1所示，包括安装有位移传感器18的液压缸17，液压缸17的塞腔与杆腔分别与普通控制回路19以及轻压下控制回路20连接。普通控制回路19由球阀A101和球阀B102、电磁换向阀3、差动电磁换向阀4、逻辑阀A501和逻辑阀B502、节流阀6、溢流阀A1201以及测压接头M组成。压力管路P1经球阀A101与电磁换向阀3的油口P连接，压力管路P2经球阀B102与电磁换向阀3的油口T连接；电磁换向阀3的油口A设置有测压接头M并与差动电磁换向阀4的油口P连接，差动电磁换向阀4的油口T与单向阀A201的油口A连接并经单向阀A201与回油管路T连接；差动电磁换向阀4的油口A与逻辑阀B502的油口A连接，逻辑阀B502的油口B经过胶管B1502与液压缸17的塞腔连接；差动电磁换向阀4的油口B与逻辑阀A501的油口A连接，逻辑阀A501的油口B经节流阀6、胶管A1501与液压缸17的杆腔连接。所述节流阀6与胶管A1501之间设置有测压接头M，并与溢流阀A1201的油口P相连接；所述逻辑阀B502的油口B与胶管B1502之间设置有测压接头M，并与溢流阀A1201的油口T相连接。轻压下控制回路20由球阀C103、单向阀A201、单向阀B202、单向阀C203、单向阀D204、电磁换向阀7、梭阀8、三通溢流阀9、液控单向阀A1001、液控单向阀B1002、液控单向阀C1003、快速阀11、溢流阀B1202、电磁比例溢流阀13、调速阀14、压力变送器A1501和压力变送器B1502以及测压接头M组成。压力管路P3经球阀C103与电磁换向阀7的油口P连接，电磁换向阀7的油口T与单向阀A201的油口A连接并经单向阀A201与回油管路T连接，电磁换向阀7的油口A分别与梭阀8的油口A以及单向阀C203的油口A相连接，电磁换向阀7的油口B分别与梭阀8的油口B以及三通减压阀9的油口P相连接；单向阀C203的油口B与快速阀11的油口P连接并设置有测压接头M；三通减压阀9的油口A与液控单向阀A1001的油口A连接，三通减压阀9的油口T与单向阀A201的油口A连接并经单向阀A201与回油管路T连接，三通减压阀9的油口L与电磁比例溢流阀13的油口P连接；电磁比例溢流阀13的油口P经调速阀14与电磁换向阀7的油口B连接，电磁比例溢流阀13的油口T与单向阀B202的油口A连接并经单向阀B202与泄油管路L连接；液控单向阀A1001的油口B与快速阀11的油口P连接，液控单向阀A1001的控制油口X与电磁换向阀7的油口B连接，液控单向阀A1001的泄油口Y与单向阀B202的油口A连接并经单向阀B202与泄油管路L连接；快速阀11的油口T与单向阀A201的油口A连接并经单向阀A201与回油管路T连接，快速阀11的油口A与液控单向阀B1002的油口A连接，快速阀11的油口B与液控单向阀C1003的油口A连接；液控单向阀B1002的油口B经胶管A1501与液压缸17的杆腔连接，液控单向阀B1002的油口B设置有压力变送器A1601,液控单向阀B1002的油口B与单向阀D204的油口B连接并经单向阀D204的油口A与单向阀A201的油口A连接由单向阀A201与回油管路T连接，液控单向阀B1002的泄油口Y与单向阀B202的油口A连接并经单向阀B202与泄油管路L连接；液控单向阀C1003的油口B经胶管B1502与液压缸17的塞腔连接，液控单向阀C1003的油口B设置有压力变送器B1602,液控单向阀C1003的油口B与溢流阀B1202的油口P连接并经溢流阀12的油口T与单向阀A201的油口A连接由单向阀A201与回油管路T连接，液控单向阀C1003的泄油口Y与单向阀B202的油口A连接并经单向阀B202与泄油管路L连接；梭阀8的油口X设置有测压接头M，并分别与逻辑阀A501的控制油口X、逻辑阀B502的控制油口X、液控单向阀B1002的控制油口X以及液控单向阀C1003的控制油口X相连接；

压力管路P1、压力管路P2、压力管路P3为根据连铸生产工艺设定的三种压力，其中P1为压引锭杆压力，P2为压热坯压力，P3为实施轻压下的系统压力。轻压下控制回路20可以实现两种压力控制。其中一种为由电磁换向阀7的油口A经单向阀C203作用于快速阀11的油口P的轻压下系统压力，该压力为直接来自压力管路P3的压力。另一种为电磁换向阀7的油口B经三通减压阀9及液控单向阀A1001作用于快速阀11的油口P的压力，该压力可以实现远程连续可调控制；由电磁比例溢流阀13实现远程控制，电气设定电磁比例溢流阀13的压力，即控制施加在三通减压阀9的泄油口L的回油压力来实现压力连续可调控制功能；所述调速阀14用于提供稳定的流量提高电磁比例溢流阀13的控制精度及稳定性；所述单向阀C203及液控单向阀A1001实现各自压力控制回路的相互隔离作用；所述三通减压阀9通过回油口T能实现液压缸17超载时的快速泄压功能，保护铸坯以及设备不受损坏。

电磁换向阀3带位置锁定功能，即使在故障状态下也能保持故障前的状态，主要用于压引锭杆压力P1以及压热坯压力P2的选择。所述差动电磁换向阀4带位置锁定功能，即使在故障状态下也能保持故障前的状态，主要用于控制液压缸17的缩回，即驱动辊的抬起；以及实现液压缸17的快速伸出，当差动电磁换向阀4的电磁铁b得电时，差动电磁换向阀4的油口A与油口B相通，由于液压缸17的差动功能，塞腔排出的油液通过差动电磁换向阀4进入液压缸的杆腔，实现液压缸17的快速压下；由于液压缸17的差动效应，液压缸17杆腔的压力会增大，溢流阀A1201用于保护液压缸17的杆腔回路，避免造成设备损坏。采用差动电磁换向阀4控制液压缸17的快速压下功能可以大大减小液压站的压力油源供油能力，尤其多台液压缸17同时工作时，能极大降低液压站的功率配置。

节流阀6用于液压缸7的速度控制。逻辑阀A501和逻辑阀B502分别用于液压缸17的塞腔和杆腔回路的通断控制。当逻辑阀A501和逻辑阀B502的控制油口X通回油时，逻辑阀A501和逻辑阀B502的通断取决于逻辑阀A501和逻辑阀B502的油口A和油口B；当逻辑阀A501和逻辑阀B502的油口A和油口B有压力作用，则逻辑阀A501和逻辑阀B502在此压力作用下开启；当逻辑阀A501和逻辑阀B502的油口A和油口B没有压力，则逻辑阀A501和逻辑阀B502在弹簧的作用下关闭。当逻辑阀A501和逻辑阀B502的控制油口X通压力油时，由于逻辑阀A501和逻辑阀B502的控制油口X的作用面积比逻辑阀A501和逻辑阀B502的油口和油口B的先导作用面积大，所以逻辑阀A501和逻辑阀B502在控制油口X的作用下响应回路关闭。通过逻辑阀A501和逻辑阀B502可以实现相应回路的自动切换功能。

电磁换向阀7用于实现轻压下控制回路的压力选择功能。电磁换向阀7的电磁铁b得电，压力管路P3压力经电磁换向阀7、单向阀C203进入快速阀11，根据位移传感器18的反馈，由快速阀11控制液压缸17的实时位置，实现液压缸17的闭环控制功能；连铸生产工艺要求对铸坯实施连续压力可调控制时，电磁换向阀7的电磁铁a得电，压力管路P3压力经电磁换向阀7、三通减压阀9、液控单向阀A1001进入快速阀11，由快速阀11控制液压缸17的压下压力，根据压力变送器A1601和压力变送器B1602的反馈，通过整定电磁比例溢流阀13的压力实现液压缸17的连续压力可调控制功能。梭阀8的功能是确保轻压下控制回路20作用时，通过梭阀8的控制油口X实现普通控制回路19的逻辑阀A501和逻辑阀B502的完全关闭，同时也实现液控单向阀B1002和液控单向阀C1003的开启；当轻压下控制回路20失效状态下，液控单向阀B1002和液控单向阀C1003实现自动关闭以及逻辑阀A501和逻辑阀B502实现自动开启，隔离轻压下控制回路20的回路，使普通控制回路19能可靠工作。

快速阀11由四个相同功能的逻辑通断阀组成，电磁铁分别为a1、b1、c1、d1，能实现油路的快速通断功能。单向阀D204用于液压缸9杆腔的补油控制，防止液压缸17杆腔吸空，造成液压缸17的密封损坏。溢流阀B1202用于液压缸9塞腔的超压保护，防止液压缸17塞腔的压力过大，造成液压缸17的密封损坏，同时可以防止由于外负载造成设备损坏。压力变送器A1601用于液压缸17杆腔的压力检测，与快速阀11构成压力闭环控制功能，压力传感器B1602用于液压缸17塞腔的压力检测，与快速阀11构成压力闭环控制功能。位移传感器18，用于加载液压缸17的位置检测。测压接头M用于相应回路的压力测量。

本实用新型的工作原理及实现方法为：

(1)生产常规铸坯：

轻压下控制回路中的所有电磁阀断电；普通控制回路中的电磁换向阀3的电磁铁b得电，差动电磁换向阀4的电磁铁a得电；液压缸17以P1压引锭杆压力缩回，实现驱动辊抬起功能。

轻压下控制回路中的所有电磁阀断电；普通控制回路中的电磁换向阀3的电磁铁b得电，差动电磁换向阀4的电磁铁b得电；液压缸17以压引锭杆压力P1压下，实现驱动辊压引锭功能。

轻压下控制回路中的所有电磁阀断电；普通控制回路中的电磁换向阀3的电磁铁a得电，差动电磁换向阀4的电磁铁b得电；液压缸17以压热坯压力P2压下，实现驱动辊压热坯功能。

(2)需要实施轻压下功能：

轻压下控制回路中的所有电磁阀断电；普通控制回路中的电磁换向阀3的电磁铁b得电，差动电磁换向阀4的电磁铁a得电；液压缸17以P1压引锭杆压力缩回，实现驱动辊抬起功能。

轻压下控制回路中的所有电磁阀断电；普通控制回路中的电磁换向阀3的电磁铁b得电，差动电磁换向阀4的电磁铁b得电；液压缸17以压引锭杆压力P1压下，实现驱动辊压引锭功能。

①实现位置闭环控制

轻压下控制回路中的电磁换向阀7的电磁铁b得电，此时普通控制回路中的逻辑阀A501和逻辑阀B502自动关闭，液控单向阀B1002和液控单向阀C1003自动开启，通过检测位移传感器18的反馈值，快速阀11能实现对液压缸17位置的闭环自动控制。此时普通控制回路中的电磁换向阀3的电磁铁a得电，差动电磁换向阀4的电磁铁b得电，由于逻辑阀A501和逻辑阀B502已经完全关闭，所以普通控制回路中以压热坯压力P2压下并实现驱动辊压热坯功能将作为轻压下控制回路失效状态后的备用控制回路。

②实现压力连续可调控制

轻压下控制回路中的电磁换向阀7的电磁铁a得电，此时普通控制回路中的逻辑阀A501和逻辑阀B502自动关闭，液控单向阀B1002和液控单向阀C1003自动开启，快速阀11的电磁铁b1、a2得电，通过检测压力变送器A1601和压力变送器B1602的反馈值，电气自动控制电磁比例溢流阀13能实现对液压缸17压下压力的闭环自动控制。此时普通控制回路中的电磁换向阀3的电磁铁a得电，差动电磁换向阀4的电磁铁b得电，由于逻辑阀A501和逻辑阀B502已经完全关闭，所以普通控制回路中以压热坯压力P2压下并实现驱动辊压热坯功能将作为轻压下控制回路失效状态后的备用控制回路。

在上述①和②的生产过程中，如果轻压下控制回路出现故障，则电磁换向阀7断电，轻压下控制回路控制模式失效，此时，通过梭阀8的控制，液控单向阀B1002和液控单向阀C1003自动关闭，轻压下控制回路被隔离，普通控制回路中的逻辑阀A501和逻辑阀B502自动开启，此时由于普通控制回路中的电磁换向阀3的电磁铁a得电，差动电磁换向阀4的电磁铁b得电，所以普通控制回路中以压热坯压力P2压下并实现驱动辊压热坯功能将作为轻压下控制回路失效状态后的备用控制回路而起作用，而且由于电磁换向阀3和差动电磁换向阀4为带锁定功能的电磁阀，即使普通控制回路失电，该回路还能持续以压热坯压力P2压下并实现驱动辊压热坯功能，不影响连铸机的连续生产，提高生产效率。

本实用新型的优点还在于由普通控制回路实现对驱动辊的抬起和压下控制功能，其中驱动辊压下采用差动控制回路，实现驱动辊的快速压下，此回路尤其在多台驱动辊同时动作时，能极大减小液压动力站的功率配置；由轻压下控制回路实现对驱动辊的位置及压力连续可调的控制功能，可以实现驱动辊对铸坯的位置或者压力的两种轻压下控制策略。相比传统的驱动辊液压控制系统，具有生产效率高、节能、自动化程度高以及工作可靠等优点。

以上所述仅是对本实用新型的较佳实施方式而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施方式所做的任何简单修改，等同变化与修饰，均属于本实用新型技术方案的范围内。