一种配重节能改造的重载步进机构及改造方法
专利名称：一种配重节能改造的重载步进机构及改造方法
技术领域：
本发明属于提升机械技术领域，特别涉及一种配重节能改造的重载步进机构及改造方法。主要针对一种重载步进机构的配重节能改造。
背景技术：
步进梁式步进机构常用于提升、输送机械，依其承载能力大、运行平稳可靠等优点在冶金工厂和大型工件生产中多有应用，如冶金工厂的钢坯输送、钢卷运输、制造工厂的加工线等，其中以步进式钢坯加热炉的步进机构最为典型应用最广。通常，加热炉的步进机构主要由固定梁框架、步进梁框架、升降缸、平移缸和一个庞大的液压泵站组成。其中步进梁框架的上升和下降由升降缸沿升降导板斜面驱动，前进和后退由平移缸驱动。钢坯通过步进梁的上升(从固定梁托起钢坯)、前进(钢坯前移)、下降 (钢坯落在固定梁上)和后退(空载返回)的循环往复动作完成输送和加热。在这个动作循环中，其最大的出力在于升降缸将步进梁框架和钢坯托起的行程。由于荷载大(大型步进梁约1000吨-2000吨)，多采用数个高压、大流量的升降缸完成，下降时由于重力，步进梁可自动下降回程，升降缸无须出力。前后平移所需的力也不大，一般不及上升时的五分之一。这种工况使液压泵站的功率输出极不均衡且能耗超大，步进梁下降时重力做功的能量都变成了热量，未得到有效利用。众所周知，提升机械多有配重，如日常生活中的电梯、加热炉的炉门等。步进梁实质上也是一种提升机械且动作频繁连续工作，但没有配重。主要原因是步进梁的升程小、空间小，机械配重不易实施，如能设计一套有效可行的配重则可大大减小步进梁的荷载，降低液压泵站的功率，节约能源。目前了解到的情况，各个钢厂的步进式钢坯加热炉，无论是宝钢、鞍钢、武钢等这样的大公司还是中小型钢厂均无配重使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配重节能改造的重载步进机构及改造方法。解决了步进梁步进机构没有配重造成能耗高的问题。本发明包括固定梁、步进梁、平移缸、升降缸、液压泵站、平移阀组和升降阀组，还包括配重缸、蓄能装置、补油装置和三通呼吸器。配重缸设置两个，替换升降缸(原有)且与升降缸的尺寸、结构和安装形式一致。配重缸、蓄能装置、补油装置和三通呼吸器组成配重液压系统，其余升降缸仍由驱动液压系统供油，配重液压系统与步进梁驱动液压系统各自独立设置。配重缸包括无杆腔和有杆腔，无杆腔通过管路与蓄能装置连接，有杆腔与大气相通。蓄能装置包括蓄能器、安全阀和压力继电器等，蓄能装置和补油装置通过管路连接后，设置在配重缸旁，补油装置可在配重缸发生泄漏时，保证系统压力稳定。三通呼吸器设置在配重缸有杆腔油口处，与油箱连接并与大气相通，可使泄漏油顺利排放同时避免油箱的油被倒吸。蓄能器为皮囊式或活塞式。
该装置的工作原理为配重液压系统随着步进梁的升、降进行能量转换，将步进梁下降时重力做功的能量传递至蓄能装置蓄存起来，在步进梁上升时作为辅助动力助推步进梁抬升，降低升降缸的荷载，这种液压配重在多种步进机构中均可采用。在步进梁加入配重相当于降低了步进梁的荷载，该配重在下降时是背压，是阻尼，可使下降动作更加平稳；上升时是助力，可大大减小升降缸的推力，降低液压泵站的功耗(约30-50%)，节约能源，同时减少液压系统发热。配重缸油压的大小可根据拟平衡的重量来确定，通常可按步进梁总荷载的30-50%考虑。补油装置除第一次对蓄能装置油侧充液及补充泄漏外，不需要增加新的动力也无须特别的维护。补油装置的启、停由压力继电器控制，油压低于下限时，补油装置启动补油；达到上限时，补油装置停止。配重缸依步进梁随动，不介入步进梁速度曲线的控制。针对一种重载步进机构的配重节能改造，其具体步骤如下 I、将升降缸(原有)中的2个改作配重缸使用。2、将蓄能装置和补油装置设置在配重缸旁。3、将管路从蓄能装置敷设至配重缸，清洁后待用。4、切断配重缸与驱动液压系统的供、回油管路，将配重缸与蓄能装置用管路连接。5、根据配重拟平衡的重量调定补油装置启、停的压力设定值，拟平衡的重量为步进梁总荷载的30-50%时，压力设定值为8-12MPa。6、调整蓄能装置气侧压力，压力设定值为7. 5-11. 5MPa。7、启动液压泵站中工作泵。8、调整升降阀组比例阀放大器的电流信号，校准步进梁的工艺速度曲线。本发明的优点在于，液压泵站可节约电力1/3以上，备品备件消耗减少1/3以上。
图I为本发明的示意图。其中，固定梁I、步进梁2、平移缸3、升降缸4、液压泵站5、平移阀组6、升降阀组7、配重缸8、蓄能装置9、补油装置10、三通呼吸器11。
具体实施例方式图I为本发明的一种具体实施方式
。实施例I :本发明包括固定梁I、步进梁2、平移缸3、升降缸4、液压泵站5、平移阀组6和升降阀组7，还包括配重缸8、蓄能装置9、补油装置10和三通呼吸器11。配重缸8设置两个，替换升降缸4 (原有)且与升降缸4的尺寸、结构和安装形式一致。配重缸8、蓄能装置9、补油装置10和三通呼吸器11组成配重液压系统，其余升降缸4仍由驱动液压系统供油，配重液压系统与步进梁驱动液压系统各自独立设置。配重缸8包括无杆腔和有杆腔，无杆腔通过管路与蓄能装置9连接，有杆腔与大气相通。蓄能装置9包括蓄能器、安全阀和压力继电器等，蓄能装置9和补油装置10通过管路连接后，设置在配重缸8旁，补油装置10可在配重缸8发生泄漏时，保证系统压力稳定。三通呼吸器11设置在配重缸8有杆腔油口处，与油箱连接并与大气相通，可使泄漏油顺利排放同时避免油箱的油被倒吸。蓄能器为活塞式。
针对一种重载步进机构的配重节能改造，其具体步骤如下I、将升降缸4 (原有)中的2个改作配重缸8使用。2、将蓄能装置9和补油装置10设置在配重缸8旁。3、将管路从蓄能装置9敷设至配重缸8，清洁后待用。4、切断配重缸8与驱动液压系统的供、回油管路，将配重缸8与蓄能装置9用管路连接。5、根据配重拟平衡的重量调定补油装置10启、停的压力设定值，拟平衡的重量为步进梁总荷载的40%，压力设定值为10. 6MPa。6、调整蓄能装置9气侧压力，压力设定值为lOMPa。 7、启动液压泵站5中工作泵2台。8、调整升降阀组7比例阀放大器的电流信号，校准步进梁2的工艺速度曲线。以某钢厂热轧步进炉配重节能技术改造为例主要技术参数
步麵总荷载W=13S0T (步进粱自重+钢拯重董)
步_自重W=5S0T (犠纖、冷却水等话动部分的重量)
廳靈载W=IJSOT .,.桃= 552 I
斜轨升會^ =
步进灣斯50秒。 Jt升，下降各16秒I前进、8# _、,鬲0.5秒Φ2SO Φ200-1150 2台(较原设计减少台)
升瞧
Vmax; S 5mm's Pmm.: 16 MPa Φ280 Φ2 00-· I 台(屎■设计)
平移St
￥inac: 71Jen/s ftnii； Ii Mft Φ280.Φ2Μ-1150 2台(闺秀降ftt量逢)
■W Jggg..
!Dr*I
Pll , IB I
Viimi 8Sma/s Ptnai
蓄能器〖400L (话塞式) I组(新增)改造前后对比配重节能改造主要技术参数对比
权利要求
1.一种配重节能改造的重载步进机构，包括固定梁、步进梁、平移缸、升降缸、液压泵站、平移阀组和升降阀组，其特征在于，所述的重载步进机构还包括配重缸(8)、蓄能装置(9)、补油装置(10)和三通呼吸器(11);配重缸(8)设置2个，配重缸(8)、蓄能装置(9)、补油装置(10)和三通呼吸器(11)组成配重液压系统，配重液压系统与步进梁驱动液压系统各自独立设置；配重缸(8)包括无杆腔和有杆腔，无杆腔通过管路与蓄能装置(9)连接，有杆腔与大气相通；蓄能装置(9)包括蓄能器、安全阀和压力继电器，蓄能器为皮囊式或活塞式，蓄能装置(9)和补油装置(10)通过管路连接后，设置在配重缸(8)旁；三通呼吸器(11)设置在配重缸(8)有杆腔油口处，与油箱连接并与大气相通； 配重液压系统随着步进梁(2)的升、降进行能量转换，并将步进梁(2)下降时重力做功的能量传递至蓄能装置(9)蓄存起来，在步进梁(2)上升时作为辅助动力助推步进梁(2)抬升，降低升降缸(4)的荷载；补油装置(10)的启、停由压力继电器控制，油压低于下限时，补油装置(10)启动补油，达到上限时，补油装置(10)停止；配重缸(8)依步进梁(2)随动，不介入步进梁(2)速度曲线的控制。
2.根据权利要求I所述的步进机构，其特征在于，所述的配重缸(8)与升降缸(4)的尺寸、结构和安装形式一致。
3.—种权利要求I所述的重载步进机构的改造方法，其特征在于，改造的具体步骤为 1)将升降缸(4)中的2个改作配重缸(8)使用； 2)将蓄能装置(9)和补油装置(10)设置在配重缸(8)旁； 3 )将管路从蓄能装置(9 )敷设至配重缸(8 )，清洁后待用； 4)切断配重缸(8)与驱动液压系统的供、回油管路；将配重缸(8)与蓄能装置(9)用管路连接； 5)根据配重拟平衡的重量调定补油装置(10)启、停的压力设定值，拟平衡的重量为步进梁总荷载的30-50%时，压力设定值为8-12MPa ； 6)调整蓄能装置(9)气侧压力，压力设定值为7.5-11. 5MPa ； 7)启动液压泵站(5)中工作泵； 8)调整升降阀组(7)比例阀放大器的电流信号，校准步进梁(2)的工艺速度曲线。
全文摘要
一种配重节能改造的重载步进机构及改造方法，属于提升机械技术领域。该装置将步进机构的升降缸中的2个改作配重缸使用，配重缸与蓄能装置、补油装置和三通呼吸器组成配重液压系统，将步进梁下降时重力做功的能量转换成压力能，在步进梁上升时作为辅助动力助推步进梁抬升，降低升降缸的荷载。优点在于，该装置可明显降低步进机构液压泵站的功率输出，节约电能1/3以上，减少备品备件消耗1/3以上。
文档编号B66F19/00GK102808809SQ201210137950
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者郭天锡, 张彦滨, 杨守志 申请人:北京首钢国际工程技术有限公司
技术领域：
本发明属于提升机械技术领域，特别涉及一种配重节能改造的重载步进机构及改造方法。主要针对一种重载步进机构的配重节能改造。
背景技术：
步进梁式步进机构常用于提升、输送机械，依其承载能力大、运行平稳可靠等优点在冶金工厂和大型工件生产中多有应用，如冶金工厂的钢坯输送、钢卷运输、制造工厂的加工线等，其中以步进式钢坯加热炉的步进机构最为典型应用最广。通常，加热炉的步进机构主要由固定梁框架、步进梁框架、升降缸、平移缸和一个庞大的液压泵站组成。其中步进梁框架的上升和下降由升降缸沿升降导板斜面驱动，前进和后退由平移缸驱动。钢坯通过步进梁的上升(从固定梁托起钢坯)、前进(钢坯前移)、下降 (钢坯落在固定梁上)和后退(空载返回)的循环往复动作完成输送和加热。在这个动作循环中，其最大的出力在于升降缸将步进梁框架和钢坯托起的行程。由于荷载大(大型步进梁约1000吨-2000吨)，多采用数个高压、大流量的升降缸完成，下降时由于重力，步进梁可自动下降回程，升降缸无须出力。前后平移所需的力也不大，一般不及上升时的五分之一。这种工况使液压泵站的功率输出极不均衡且能耗超大，步进梁下降时重力做功的能量都变成了热量，未得到有效利用。众所周知，提升机械多有配重，如日常生活中的电梯、加热炉的炉门等。步进梁实质上也是一种提升机械且动作频繁连续工作，但没有配重。主要原因是步进梁的升程小、空间小，机械配重不易实施，如能设计一套有效可行的配重则可大大减小步进梁的荷载，降低液压泵站的功率，节约能源。目前了解到的情况，各个钢厂的步进式钢坯加热炉，无论是宝钢、鞍钢、武钢等这样的大公司还是中小型钢厂均无配重使用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种配重节能改造的重载步进机构及改造方法。解决了步进梁步进机构没有配重造成能耗高的问题。本发明包括固定梁、步进梁、平移缸、升降缸、液压泵站、平移阀组和升降阀组，还包括配重缸、蓄能装置、补油装置和三通呼吸器。配重缸设置两个，替换升降缸(原有)且与升降缸的尺寸、结构和安装形式一致。配重缸、蓄能装置、补油装置和三通呼吸器组成配重液压系统，其余升降缸仍由驱动液压系统供油，配重液压系统与步进梁驱动液压系统各自独立设置。配重缸包括无杆腔和有杆腔，无杆腔通过管路与蓄能装置连接，有杆腔与大气相通。蓄能装置包括蓄能器、安全阀和压力继电器等，蓄能装置和补油装置通过管路连接后，设置在配重缸旁，补油装置可在配重缸发生泄漏时，保证系统压力稳定。三通呼吸器设置在配重缸有杆腔油口处，与油箱连接并与大气相通，可使泄漏油顺利排放同时避免油箱的油被倒吸。蓄能器为皮囊式或活塞式。
该装置的工作原理为配重液压系统随着步进梁的升、降进行能量转换，将步进梁下降时重力做功的能量传递至蓄能装置蓄存起来，在步进梁上升时作为辅助动力助推步进梁抬升，降低升降缸的荷载，这种液压配重在多种步进机构中均可采用。在步进梁加入配重相当于降低了步进梁的荷载，该配重在下降时是背压，是阻尼，可使下降动作更加平稳；上升时是助力，可大大减小升降缸的推力，降低液压泵站的功耗(约30-50%)，节约能源，同时减少液压系统发热。配重缸油压的大小可根据拟平衡的重量来确定，通常可按步进梁总荷载的30-50%考虑。补油装置除第一次对蓄能装置油侧充液及补充泄漏外，不需要增加新的动力也无须特别的维护。补油装置的启、停由压力继电器控制，油压低于下限时，补油装置启动补油；达到上限时，补油装置停止。配重缸依步进梁随动，不介入步进梁速度曲线的控制。针对一种重载步进机构的配重节能改造，其具体步骤如下 I、将升降缸(原有)中的2个改作配重缸使用。2、将蓄能装置和补油装置设置在配重缸旁。3、将管路从蓄能装置敷设至配重缸，清洁后待用。4、切断配重缸与驱动液压系统的供、回油管路，将配重缸与蓄能装置用管路连接。5、根据配重拟平衡的重量调定补油装置启、停的压力设定值，拟平衡的重量为步进梁总荷载的30-50%时，压力设定值为8-12MPa。6、调整蓄能装置气侧压力，压力设定值为7. 5-11. 5MPa。7、启动液压泵站中工作泵。8、调整升降阀组比例阀放大器的电流信号，校准步进梁的工艺速度曲线。本发明的优点在于，液压泵站可节约电力1/3以上，备品备件消耗减少1/3以上。
图I为本发明的示意图。其中，固定梁I、步进梁2、平移缸3、升降缸4、液压泵站5、平移阀组6、升降阀组7、配重缸8、蓄能装置9、补油装置10、三通呼吸器11。
具体实施例方式图I为本发明的一种具体实施方式
。实施例I :本发明包括固定梁I、步进梁2、平移缸3、升降缸4、液压泵站5、平移阀组6和升降阀组7，还包括配重缸8、蓄能装置9、补油装置10和三通呼吸器11。配重缸8设置两个，替换升降缸4 (原有)且与升降缸4的尺寸、结构和安装形式一致。配重缸8、蓄能装置9、补油装置10和三通呼吸器11组成配重液压系统，其余升降缸4仍由驱动液压系统供油，配重液压系统与步进梁驱动液压系统各自独立设置。配重缸8包括无杆腔和有杆腔，无杆腔通过管路与蓄能装置9连接，有杆腔与大气相通。蓄能装置9包括蓄能器、安全阀和压力继电器等，蓄能装置9和补油装置10通过管路连接后，设置在配重缸8旁，补油装置10可在配重缸8发生泄漏时，保证系统压力稳定。三通呼吸器11设置在配重缸8有杆腔油口处，与油箱连接并与大气相通，可使泄漏油顺利排放同时避免油箱的油被倒吸。蓄能器为活塞式。
针对一种重载步进机构的配重节能改造，其具体步骤如下I、将升降缸4 (原有)中的2个改作配重缸8使用。2、将蓄能装置9和补油装置10设置在配重缸8旁。3、将管路从蓄能装置9敷设至配重缸8，清洁后待用。4、切断配重缸8与驱动液压系统的供、回油管路，将配重缸8与蓄能装置9用管路连接。5、根据配重拟平衡的重量调定补油装置10启、停的压力设定值，拟平衡的重量为步进梁总荷载的40%，压力设定值为10. 6MPa。6、调整蓄能装置9气侧压力，压力设定值为lOMPa。 7、启动液压泵站5中工作泵2台。8、调整升降阀组7比例阀放大器的电流信号，校准步进梁2的工艺速度曲线。以某钢厂热轧步进炉配重节能技术改造为例主要技术参数
步麵总荷载W=13S0T (步进粱自重+钢拯重董)
步_自重W=5S0T (犠纖、冷却水等话动部分的重量)
廳靈载W=IJSOT .,.桃= 552 I
斜轨升會^ =
步进灣斯50秒。 Jt升，下降各16秒I前进、8# _、,鬲0.5秒Φ2SO Φ200-1150 2台(较原设计减少台)
升瞧
Vmax; S 5mm's Pmm.: 16 MPa Φ280 Φ2 00-· I 台(屎■设计)
平移St
￥inac: 71Jen/s ftnii； Ii Mft Φ280.Φ2Μ-1150 2台(闺秀降ftt量逢)
■W Jggg..
!Dr*I
Pll , IB I
Viimi 8Sma/s Ptnai
蓄能器〖400L (话塞式) I组(新增)改造前后对比配重节能改造主要技术参数对比
权利要求
1.一种配重节能改造的重载步进机构，包括固定梁、步进梁、平移缸、升降缸、液压泵站、平移阀组和升降阀组，其特征在于，所述的重载步进机构还包括配重缸(8)、蓄能装置(9)、补油装置(10)和三通呼吸器(11);配重缸(8)设置2个，配重缸(8)、蓄能装置(9)、补油装置(10)和三通呼吸器(11)组成配重液压系统，配重液压系统与步进梁驱动液压系统各自独立设置；配重缸(8)包括无杆腔和有杆腔，无杆腔通过管路与蓄能装置(9)连接，有杆腔与大气相通；蓄能装置(9)包括蓄能器、安全阀和压力继电器，蓄能器为皮囊式或活塞式，蓄能装置(9)和补油装置(10)通过管路连接后，设置在配重缸(8)旁；三通呼吸器(11)设置在配重缸(8)有杆腔油口处，与油箱连接并与大气相通； 配重液压系统随着步进梁(2)的升、降进行能量转换，并将步进梁(2)下降时重力做功的能量传递至蓄能装置(9)蓄存起来，在步进梁(2)上升时作为辅助动力助推步进梁(2)抬升，降低升降缸(4)的荷载；补油装置(10)的启、停由压力继电器控制，油压低于下限时，补油装置(10)启动补油，达到上限时，补油装置(10)停止；配重缸(8)依步进梁(2)随动，不介入步进梁(2)速度曲线的控制。
2.根据权利要求I所述的步进机构，其特征在于，所述的配重缸(8)与升降缸(4)的尺寸、结构和安装形式一致。
3.—种权利要求I所述的重载步进机构的改造方法，其特征在于，改造的具体步骤为 1)将升降缸(4)中的2个改作配重缸(8)使用； 2)将蓄能装置(9)和补油装置(10)设置在配重缸(8)旁； 3 )将管路从蓄能装置(9 )敷设至配重缸(8 )，清洁后待用； 4)切断配重缸(8)与驱动液压系统的供、回油管路；将配重缸(8)与蓄能装置(9)用管路连接； 5)根据配重拟平衡的重量调定补油装置(10)启、停的压力设定值，拟平衡的重量为步进梁总荷载的30-50%时，压力设定值为8-12MPa ； 6)调整蓄能装置(9)气侧压力，压力设定值为7.5-11. 5MPa ； 7)启动液压泵站(5)中工作泵； 8)调整升降阀组(7)比例阀放大器的电流信号，校准步进梁(2)的工艺速度曲线。
全文摘要
一种配重节能改造的重载步进机构及改造方法，属于提升机械技术领域。该装置将步进机构的升降缸中的2个改作配重缸使用，配重缸与蓄能装置、补油装置和三通呼吸器组成配重液压系统，将步进梁下降时重力做功的能量转换成压力能，在步进梁上升时作为辅助动力助推步进梁抬升，降低升降缸的荷载。优点在于，该装置可明显降低步进机构液压泵站的功率输出，节约电能1/3以上，减少备品备件消耗1/3以上。
文档编号B66F19/00GK102808809SQ201210137950
公开日2012年12月5日 申请日期2012年5月4日 优先权日2012年5月4日
发明者郭天锡, 张彦滨, 杨守志 申请人:北京首钢国际工程技术有限公司
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