变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统及其使用方法与流程

本发明涉及升降机构的控制领域，具体为一种变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统及其使用方法。

背景技术：

1、在钢铁生产工序中，需要将大吨位的重载钢铁及设备从基准面提升至一定高度进行工艺运输和生产操作，如钢卷/坯步进升降输送装置（负荷200ton～2000ton）、钢卷及台车升降装置（负荷50ton～200ton）、钢包升降装置（负荷300ton～600ton）等。这些应用于钢铁生产的重载升降设备具有大负荷、高势能等特点，均采用液压驱动（配置专用液压系统），是钢铁生产的关键设备。钢铁生产的重载升降设备经常与其它横移、旋转等设备共用同一套液压系统。

2、目前，钢铁生产中的重载升降设备液压系统设计，主要分为泵控液压系统和阀控液压系统2类，液压主泵均由恒速电机驱动，这2类系统的主要优缺点如下：

3、泵控液压系统：采用半闭式主泵，恒速电机驱动，通过专门设置的控制泵和控制阀调节主泵的摆角大小和方向，从而控制重载设备升降速度和方向。

4、缺点：1. 需要采用半闭式专用液压泵，价格高、货期长；2. 需要单独设置控制泵装置，系统占地面积大、管路复杂；3. 控制泵组存在能耗；4. 对于非重载升降的辅助液压执行机构，需要设置单独的开式泵组，系统复杂造价高。

5、阀控液压系统：主泵采用开式恒压变量泵，恒速电机驱动，通过调节大流量液压阀的开度大小和方向，从而控制重载设备升降速度和方向。

6、缺点：1. 重载下降的势能转为热能，系统发热大，能耗高；2. 回收势能需要单独设置大容量蓄能器-气瓶组以及控制装置，势能回收设备占地面积大、控制复杂、造价高。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的缺陷，提供一种结构简单、操控性好、节能环保的升降控制设备，本发明公开了一种变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统及其使用方法。

2、本发明通过如下技术方案达到发明目的：

3、一种变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统，包括液压油箱，其特征是：还包括伺服电机、双向液压泵、伺服控制柜、升降液压缸、编码器、压力传感器、液压切断阀组、辅助设备液压阀台和辅助液压缸，

4、液压油箱通过输油干管分别连接第一输油支管和第二输油支管，输油干管上依次串联双向液压泵和压力传感器，

5、第一输油支管的另一端连接升降液压缸，第一输油支管上串联液压切断阀组，升降框架固定在升降液压缸活塞的移动端上，

6、第二输油支管的另一端连接辅助设备液压阀台，第二输油支管上串联液压切断阀组，辅助设备液压阀台通过输油管依次连接各个辅助液压缸，

7、伺服控制柜通过信号线分别连接伺服电机、编码器、压力传感器和液压切断阀组，伺服电机的输出轴连接双向液压泵，编码器设于伺服电机上。

8、所述的变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统，其特征是：双向液压泵选用柱塞泵。

9、所述的变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统的使用方法，其特征是：包括重载上升、重载下降和辅助设备动作，

10、重载上升按如下步骤实施：

11、将重载设备置于升降框架内，伺服控制柜发出重载上升指令，伺服控制柜通过信号线控制第一输油支管上的液压切断阀组开启，并通过信号线控制第二输油支管上的液压切断阀组关闭；

12、伺服控制柜通过信号线向伺服电机发出正向顺时针转向指令，伺服电机正向旋转驱动双向液压泵从液压油箱向升降液压缸输出高压液压油，以驱动升降液压缸的活塞顶升升降框架从而带动重载设备上升，伺服控制柜还通过信号线向伺服电机发出转速指令，重载设备的上升速度通过控制伺服电机的转速实现无级变速控制；

13、压力传感器显示并向伺服控制柜反馈双向液压泵的工作压力。

14、重载下降按如下步骤实施：

15、将重载设备置于升降框架内，伺服控制柜发出重载下降指令，伺服控制柜通过信号线控制第一输油支管上的液压切断阀组开启，并通过信号线控制第二输油支管上的液压切断阀组关闭；

16、伺服控制柜通过信号线向伺服电机发出反向逆时针转向指令，伺服电机反向旋转驱动双向液压泵从升降液压缸向液压油箱回收高压液压油，重载设备在重力作用下通过升降框架下压升降液压缸的活塞并驱动双向液压泵做功，伺服控制柜还通过信号线向伺服电机发出转速指令，重载设备的下降速度通过控制伺服电机的转速实现无级变速控制；

17、压力传感器显示并向伺服控制柜反馈双向液压泵的工作压力。

18、辅助设备动作按如下步骤实施：

19、将重载设备置于升降框架内，伺服控制柜发出辅助设备动作指令，伺服控制柜通过信号线控制第一输油支管上的液压切断阀组关闭，并通过信号线控制第二输油支管上的液压切断阀组开启；

20、伺服控制柜通过信号线向伺服电机发出正向顺时针转向指令，伺服电机正向旋转驱动双向液压泵从液压油箱通过辅助设备液压阀台向各个辅助液压缸输出高压液压油，伺服控制柜还通过信号线向伺服电机发出转速指令，从而为各个辅助液压缸提供所需的动作控制，如力、方向、速度等参数的要求；

21、压力传感器显示并向伺服控制柜反馈双向液压泵的工作压力。

22、所述的变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统的使用方法，其特征是：重载上升、重载下降和辅助设备动作时，转向指令包括正向的顺时针转动和反向的逆时针转动，转速指令在200rpm～1800rpm。

23、本发明针对钢铁业重载升降设备要求控制简单可靠、势能可转化的特点，以及当下液压系统绿色节能的要求，结合上述两种控制方式的优点和伺服电机变转速控制特性，设计了采用变转速恒压控制的节能型重载升降泵控液压系统。

24、本发明采用伺服电机驱动定量液压泵，通过控制主泵伺服电机的转速和方向实现重载升降设备的方向和速度控制，重载下降的势能仍能转为电能输出，系统发热小；对于同一系统中的非重载升降的辅助液压执行机构，采用恒压控制，主泵伺服电机根据系统设定压力自动调节转速和流量输出。

25、发明具有如下有益效果：

26、不需要设置传统泵控系统的控制泵组和辅助泵组，系统和管路简单、占地面积小。采用普通液压泵，通用性好、价格低，设备交货期短，不会由于液压系统制造周期长而影响主体工程进度。

技术特征：

1.一种变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统，包括液压油箱(10)，其特征是：还包括伺服电机(1)、双向液压泵(2)、伺服控制柜(3)、升降液压缸(4)、编码器(5)、压力传感器(6)、液压切断阀组(7)、辅助设备液压阀台(8)和辅助液压缸(9)，

2.如权利要求1所述的变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统，其特征是：双向液压泵(2)选用柱塞泵。

3.如权利要求1或2所述的变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统的使用方法，其特征是：包括重载上升、重载下降和辅助设备动作，

4.如权利要求3所述的变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统的使用方法，其特征是：重载上升、重载下降和辅助设备动作时，转向指令包括正向的顺时针转动和反向的逆时针转动，转速指令在200rpm～1800rpm。

技术总结
本发明涉及升降机构的控制领域，具体为一种变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统及其使用方法。一种变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统，包括液压油箱(10)，其特征是：还包括伺服电机(1)、双向液压泵(2)、伺服控制柜(3)、升降液压缸(4)、编码器(5)、压力传感器(6)、液压切断阀组(7)、辅助设备液压阀台(8)和辅助液压缸(9)，液压油箱(10)通过输油干管(11)分别连接第一输油支管(111)和第二输油支管(112)。一种变转速恒压控制的重载升降泵控液压系统的使用方法，其特征是：包括重载上升、重载下降和辅助设备动作。本发明结构简单，操控性好，节能环保。

技术研发人员：裘嗣明,吴良宝
受保护的技术使用者：宝钢工程技术集团有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/12