斜六辊钢管矫直机上辊保压系统的简化设计

谢增刚

（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原030024）

斜六辊钢管矫直机上辊保压系统的简化设计

谢增刚

（太原重工股份有限公司技术中心，山西太原030024）

介绍了一种斜六辊钢管矫直机上辊保压的简化液压控制回路，该液压控制回路在不影响矫直机矫直性能的前提下有效简化了矫直机主缸的液压控制原理，降低了液压系统的制造成本，同时也简化了矫直机液压系统的电气控制系统，有效降低了用户的使用成本。

矫直机上辊保压液压控制回路简化设计

轧制、焊接或者热处理后的管材，具有一系列的缺陷，其中主要是纵向弯曲和横断面的椭圆度，斜六辊管矫直机是用于矫直钢管弯曲度和椭圆度等缺陷的一种机械设备[1]，其主要结构见图1。

图1 斜六辊矫直机的三维立体图

1 上辊保压工作原理

图2为矫直机目前使用的上工作辊系的液压控制原理简图，在矫直机生产时，Y4b得电，上辊平衡缸有杆腔进高压油锁紧，当物料监测开关监测到物料进入矫直辊，Y3得电，上辊主缸（快开缸）上腔进入高压油快速压下，到达压力继电器设定值FD2（高点）时，FD2发讯，Y3断电，此时，矫直机正常矫直管子，由于插装阀、快开缸等有内泄，快开缸上腔压力会降低，从而会引起矫直机的矫直力不足，导致矫直机所生产的钢管达不到大纲考核标准的风险。设置P2补压回路便是用来对上述缺陷进行补救的措施，P2回路单独设置有油泵电机组、泵头阀组、连接管道、控制阀Y1和单向阀等，还必须有相应的电气控制系统，比较繁琐；并且在矫直机正常生产时，P2的油泵电机组必须和P1主油泵组一样一直保持开启状态，比较耗能。

图2 改进前上辊系控制原理简图

具体保压过程：当主缸压力降低到压力继电器设定点FD1（低点）发讯时，Y1得电，P2高压油进入主缸上腔，当压力上升到压力继电器FD2设定点发讯时，Y1断电，完成一个补压保压的过程，在整个管子矫直生产过程中如此循环，整个过程是通过电气控制程序自动完成。

2 改进后上辊保压工作原理

图3 改进后上辊系控制原理简图

下页图3为改进后的控制原理，将补压回路P2、油泵电机组、泵头阀组、连接管道、控制阀Y1和单向阀等全部取消，补压油源使用系统本身油路P1作为补压油源并结合电磁插装阀组2来实现上辊缸补压保压以保证矫直机的矫直力[1]。

改进后保压过程：当主缸压力降低到压力继电器设定点FD1（低点）发讯时，Y3重新得电，P1主系统高压油进入主缸上腔，当压力上升到压力继电器FD2设定点发讯时，Y3断电，完成一个补压保压的过程，在生产矫直管子过程中往复如此循环。

在使用改进后的液压原理时应该全面统筹考虑，以下几个关键点是影响使用的必要因素：

1）主系统P1压力不能有较大波动，当矫直机组前后台其他液压控制机构动作时不能对主系统P1压力有较大影响，如果有较大波动时适当增加设置蓄能器作为补充动力源。

2）对于不同规格矫直机组时，要对矫直机的矫直节奏、矫直机主缸内泄漏和不同规格插装阀内泄漏进行详细计算，根据计算结果判断简化回路是否适合使用。我们已经在小规格（Φ114mm以下）矫直机组中使用了此回路，取得了不错的效果。

3）在电气人员设计电气程序时必须保证Y3和Y2得电不得有重叠的情况出现，这是由于插装阀自身开启、关闭时时间差Δt这一动态特性对主缸动作有较大影响[2]。

3 结论

通过上述分析及在小规格矫直机组实际使用情况来看，简化后的控制原理有以下优点：

1）降低了液压系统的复杂程度。简化后的液压系统去掉了保压泵电机组等一整套液压、电气控制系统，实际使用时更加简便。

2）有效降低了制造成本。成本降低有两部分，一是所去掉的液压、电气元件的部分采购和制造成本得到了有效降低；另外一部分是由于去掉保压电机泵组，这部分的发热可以降低，原来液压系统的冷却器、强制循环冷却泵的容量也可以适当减小，这部分的费用也降低不少。

3）为用户节省相当可观的使用成本。首先是节省能耗，在之前小规格矫直机组中保压泵电机为7.5 kW，常年使用，能耗费用也是相当可观；其次，用户后期的维护保养成本也有适当降低。

[1]谢增刚.斜六辊钢管矫直机平衡-锁紧液压系统改进设计[J].机械管理开发，2011（5）：47-48.

[2]谢增刚.斜六辊钢管矫直机快开缸振颤原因分析[J].液压与气动，2013（8）：122-123.

（编辑：苗运平）

Sim plified Design of Upper Roller Pressure M aintaining System of Incline Six Rollers Straightener

XIE Zenggang
（Technology Center of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan Shanxi030024）

This paper introduces a simplified hydraulic control loop of upper roller pressure maintaining system of incline six rollers straightener.The hydraulic control loop of themain cylinder of the incline six rollers straightener is simplified effectively.The manufacturing cost of hydraulic system is reduced and the electric control system of hydraulic system of straightener is simplified and the costof user is effectively reduced.

straightener,upper roller pressuremaintaining,hydraulic control loop,simplified design

TG333.2+3

A

1672-1152（2017）02-0057-02

10.16525/j.cnki.cn14-1167/tf.2017.02.21

2016-12-18

谢增刚（1984—），男，工程师，现就职于太原重工股份有限公司技术中心轧钢机械研究所，从事轧钢设备的液压、干油、稀油系统的应用、设计工作。