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1、拉矫机液压系统能力分析攀钢冷轧厂 杨继德摘 要：本文介绍了攀钢冷轧厂酸洗机组拉伸矫直机的传动原理，分析计算了拉矫机液压系统的潜在能力。提出了对其薄弱环节进行改造的建议。关键词： 拉矫机 液压系统 能力 改造、八 、一一 前言攀钢冷轧厂连续酸洗作业机组自 1996 年投产以来，产量逐年提高。至 2000 年，其 年产量已超过 80 万吨。其拉矫机对酸洗的效果起着至关重要的作用。 当前该厂正在进行 酸轧联机技术改造。酸轧联机后，拉矫机最大张力由现有的28 吨提高到 29.4 吨；最大速度由现有的 150m/min 提高到 200m/min ；带钢延伸率保持现有的 3不变。现有拉矫 机液压系统能否满
2、足联机后生产的需要，或者需要作哪些相应的改造是一个至关重要的 问题。因此，本文对拉矫机液压系统进行了仔细的研究，对其潜在的能力作出了精确的 计算。提出了对其薄弱环节进行改造的建议，为技术决策提供了依据。二 设备工作原理简述：如图 1所示（以拉伸模式为例说明），拉矫机1和 2张力辊对带钢起制动作用， 3和 4张力辊对带钢起驱动作用，以形成对带钢的张力。四台张力辊由一台功率为 515KW 的直流主电机集中驱动， 通过行星齿轮减速机和齿轮联轴节分别与四台张力辊相联。其中 3张力辊由主电机通过减速机直接驱动，并由它决定拉矫机的基准速度。另 外三台张力辊由主电机和液压马达通过减速机叠加驱动。主电机通过中
3、间轴同时驱动各 减速箱的行星齿轮机构的小中心轮。液压马达 J1MH 作用于 1行星齿轮减速机的大中 心轮，产生负叠加，使 1张力辊的速度低于拉矫机的基准速度，形成向后的张力；液 压马达 J4MH 作用于 4行星齿轮减速机的大中心轮， 产生正叠加，使 4张力辊的速度 高于基准速度，形成向前的张力。带钢在张力和弯曲应力的作用下产生延伸。当带钢张 力较小时，可采用较大的压下深度来保证带钢达到规定的延伸率。2张力辊的速度低于拉矫机的基准速度，该速度反应在2行星齿轮减速机的行星架上，与主电机驱动的小中心轮共同作用，使大中心轮产生转动，带动液压马达 J2PH旋转，输出压力油，起液压泵的作用。 J2PH 输
4、出的压力油与主泵供油一起共同驱动J1MHH 和 J4MH 运转。从 J1MH 和 J4MH 的回油，一部分供 J2PH 吸油，另一部分流向 系统总回油箱，经冷却过滤后 流回油箱。如图 2 所示。由上述可见，通过控制液 压系统的压力，可以控制液压 马达的输出扭矩，从而控制拉 矫机中带钢的张力。因此，受 张力和弯曲应力所影响的延伸 率就可以通过压力控制来调 节。三 液压系统能力计算： 1 系统压力：因为液压系统压与液压马达输出扭矩以及在张力辊上形成的张力之间成线性关系， 故当要求带钢张力增大时，液压系统压力也要按同样的比例增加。按原设计，拉矫机最大张力为 28 吨，酸轧联机后，拉矫机最大张力提高到
5、 29.4 吨，增大了 5。与之相对应，液压系统的最大工作压力也应增大5，由原来的 200bar 提高到 210bar 。该系统现有主泵型号为 0514R15A1RPV80SM21JZ ，其可连续工作的压力为 210bar 刚好能满足联机后按最大张力生产时的要求。2. 主泵流量：因为液压马达的流量与其转速、前后张力辊的速度差值，以及单位时间延伸量成线性关系。在带钢延伸率保持 3不变的情况下，将最大速度由现在的150m/min 提高到200m/min ，增大了 33.3 ，带钢单位时间延伸量，拉矫机前后张力辊的速度差，液压马 达的转速及流量都需要作相应提高，故主泵供油也需增大 33.3 。按原设
6、计，拉矫机在最高速度 150m/min 生产时，各液压的流量分别为Q = 42 1/minQ2=76 l/minQ4=113.4 l/min系统主泵需供油流量为：Q0=( 42 + 113.4 ) - 76 = 79.4 1/min当拉矫机的速度提高到 200l/min 时，液压系统主泵需供油流量为：Q0X133 % = 79.4 X 133 %= 106 1/min现有主泵，在电机转速为 1450rpm 条件下，考虑容积效率为 0.96，则可提供流量为：Q = 80m1/r X 1450r/min X 0.96 X 10 - = 111.4 1/min111.4106 即 Q133%Q0系统
7、主泵流量能满足联机后，在保证延伸率不小于3的条件下，按 200m/min 速度生产的要求。3. 方向控制阀：对于一定通径的方向控制阀，实际流量越大，在阀上造成的压力损失AP越大，为了限制阀上压差AP，在选用阀时，要求满足流量条件：实际流量小于额定流量。现将拉矫机各主要方向控制阀的流量参数在联机前后的情况对比列表如下：表 1 联机前后拉矫机各主要方向控制阀的流量参数对比表序 号编号型号用途额定流量Q0现通流量Q.改造后将通流 量Q2比较 结果1292081WV16P1N304PYWS024/00-A0控制主泵供油流动 方向16079.5106Q Q2293.2081WV16P1N310PYWSO
8、24/00-A0控制通往J2PH油 流方向16076101Q Q3293.3081WV16P1N310PYWSO24/00-A0控制通往J1MH油 流方向1604256Q Q4293.4081WV16P1N310PYWSO24/00-A0控制通往J4MH油 流方向160113.4151Q Q5309081WV25P1N3010PYWSO24/00-D0控制通J1MH、J4MH油流方向220155.4207Q Q由上表可见，各方向控制阀在酸轧联机后的最大流量均小于对应阀的额定流量,满足要求。4. 压力油管：压力油在管道中流动将产生沿程压力损失，为了限制该压力损失，需限制油液在管 道中的流速。拉矫
9、机液压系统是高压系统，且压力油管较短。根据我国机械部有关标准 ，需将流速控制在 5m/s 之下。现将该液压系统各压力油管有关参数列表如下：表 2 拉矫机液压系统各压力油管有关参数表序号用途油管规格通径mm流量l/min流速m/s结论1泵出口压力油管30 X 422105.94.6352通往JIMH油管25 X 319563.2853通往J2PH油管30 X 422101.34.4354通往J4MH油管38 X 528151.24.085由上表可见 ,联机后各压力油管中的油液最大流速均小于 5m/s, 满足要求。5. 液压马达：由液压马达的结构所决定，其工作压力和转速均不能超过其额定值现将该系统
10、各液压马达有关参数列表如下：表 3 拉矫机张力辊液压马达有关参数表序号代号型号额定压力bar最高工作压力bar额定转速rpm联机前最大转速rpm联机后最大转速rpm1JIMHA FM282350191475015072005.32J2PHA FM4523502194250167222243J4MHA FM632350190375018042400由上表可见，联机后各液压马达的最高工作压力和最大转速均低于对应马达的额定 值，满足要求。6.其它：该系统其它液压元件和附件，在现有生产条件下，其参数离额定值均有较大的距离。 在酸轧联机后升速的情况下，它们的参数变化值不大，均不会达到额定值，满足要求。 四 结论：1. 经过分析计算， 现有拉矫机液压系统能满足酸轧联机后最大负载生产时的要求2. 在最大负荷条件下，系统压力已没有富余量，主泵流量富余量也很小。如果系 统性能下降，将导致机组降负荷生产。为确保酸轧联机后，机组能满负荷生产。建议适 当提高该液压系统液压泵的流量。:参见液压工程手册表12.3-6和式12.3-9(v=4q/ n d2)
