止 不动 ； Ｐ进Ｓ＞ 当 Ｐ出Ｓ＋ ２Ｆ负时 ， 液压 缸加速前 进； 当 Ｐ进５＜ Ｐ出５＋ ， ２Ｆ 液压缸应该静止不动或者减速 。
Ｐ１
－
１ Ｘ
ｎ一 －ｌ 。
Ａ
Ｊ【 ｌ
①
： Ｙ
－
Ｉ
’
对于装 出料夹 钳上 升和下降运动时 ， 液压缸 负载 力发生很大 的变化 ，特别 是在液压缸下降过程 中 ， 液 压缸 的负载力完成 为负数 ，这时 Ｐ进５ 远远大于 Ｐ出
２ 夹钳结构和工作方式
１ ０ ０ｏ ３ Ｃ，使管坯达到能够轧制 的高温状态 。在加热
时 ， 由装料夹钳夹 起管坯送入环形炉 内 ， 先 管坯伴 随
加热炉加热转动一周后 ， 出料夹钳夹 出放到 出炉拨 被
夹钳升降驱动为液压带 动——连杆机构 ， 结构示
意 图如 图 １ 所示 。
又上 。夹钳 的上下运动靠液压缸驱动 ， 以实现管坯的 上升 、 下降 、 前进和后退 动作 ， 其动作 的准确性与管坯
关键。同时 ， 通过液压缸 的受力公式可知 ：
Ｐ进Ｓ ＝Ｐ出５ ＋Ｆ Ｊ ２ 负 （） ２
阀的泄漏油 口接 Ｐ。根据减压 阀的工作原理 ，ｌ ２ Ｐ 的压 力等于 Ｐ 的压力加上弹簧设定压力 。当 Ｐ 压力 随着 ２ ２ 负载压力 变化时 ， Ｄ Ｚ Ｃ阀会根据 Ｐ 的变化 ， ＇ 对减压 阀
升 降 液 压缸
图 １ 装、 出料机械 手机械结构示意图
在工作 中， 钳的头部要夹住管坯送人环形加 热 夹
炉内， 而液压缸和 四连杆 都要 留在炉外 ， 只有 比较 长 的夹钳才能满足使用要求 。 由于夹钳和四联杆较长及
其 自身有弹性 ， 再加上 管坯 １ 自重 ， 夹钳 的上 ． ３ｔ ５ 使
出 口 Ｐ 的压力做出调整 ， ｌ 始终保 持Ｐ 、２ ｌ 的压差不变 。 Ｐ
ｌ ｌ
０
式 中 ： Ｐ厂
Ｓ ，
液 压缸进 口压力 ；
液压缸进油腔面积 ；
Ｐ — —液压缸出 口压力 ； ５ ——液压缸 出油腔面积 ；
Ｆ负 —— 液压缸 负载力 。 当公式 （ ） 立时 ， ２成 液压缸 应该 匀速前 进或 者静
阀３ 是控制液控单 向阀 ２的开合 。
图２ 升 液 理 降缸 压原
２ ８机组环形加热炉夹钳液压系统 改造 ５
３ 故障分析和技改措施 ３１ 故障分析 ． 从 图 ２中可以看 出， 液压缸 的速度控制 完全靠 比
给定 电压或者 电流决定 了 比例阀 的开 口度 ， 也就是孔
口面积 Ａ 。
２１ 年第１ ００ 期
天． ｉ 牵 岔
２ ８机 组环 形加 热炉夹 钳 液压 系统 改造 ５
刘瑞 王怀 民 潘志广 （ 津钢管 集 团股份有 限公 司轧 管一部 ， 天 天津 ３００ ） ０３ １
［摘要 ］ 针对钢管公司 ２ ８ ５ 机组环形加热炉装料夹钳升降液压系统的缺 陷，分析了装料夹钳的升降液压 回路 的工作过 程， 提出了改进方案 。改进后在 比例阀进 口、 ５增加压力补偿 器， 出［ １ 改善 了夹钳的运动平稳性 ， 长了四连杆机构 中轴承的使用 延
Ｓ＋ 的力 ， ２Ｆ负 液压缸速度很难控制 ， 最终导致夹钳振动 大， 速度失控。 要想使速度稳 定 ， 使公式 （ ） 要 ２ 成立 ， 可
…
② ‘ Ｙ｝ Ｊ ｌ ’ Ｒ ｌ
型 号 Ｚ ＣＰ ２ Ｐ Ｄ ．一 ＸＡ
图 ３ 进 口压力补偿 器原理 图
比例阀的开 口度可通过电信号控 制。 但要想得到
一
例阀 １ 来控制 。 比例 阀只能通过 电信号线形控制 阀 但 的开 口度（ 即通流截面积 ）根据薄壁孔 口流量计算公 ，
式［ Ｉ １ ． ｑ ＝ Ａ （ ／） ｖ ２ ｐｐ ｄ ｆ １
定 的流量 ， 比例 阀前后的压差 ＡＰ必 须为恒定 。而
升和下 降运 动出现不稳定 ， 产生较大 的振 动 ， 导致 经 常损坏四连杆机构 中的轴承 。因此 ， 需要 改造夹钳升
降液压 回路解决动作不稳定 的问题。 原始设计控制升降缸 的液压原理如 图 ２ 。比例阀
换 向阀 １ 控制液压缸上下和速度快慢 运动 ， 液控单 向
阀 ２控制 夹钳带料在高位时防止 由于 自重下 滑 ， 电磁
力 ， 夹钳作 上下运 动时 ， 在 一会 重载 一会空 载 ， 而且 上升是 正负载 ， 下降是 负负载 。 ２ Ｐ 是不 断变化 的。 要想 得 到准确 的ＡＰ Ｐ 也必须随着 Ｐ 变化而变化 。 ，ｌ ２ 图３ 是进 口压力 补偿器的原理 图［ ２ ｌ 口压力补 。进 偿 器相 当于特殊 的减 压 阀 ， 减压 阀的出 口接 只， 减压
寿命 ， 效果 良好。
关键词 加 热炉 夹钳
液 压 系统 比例 阀 压 力补偿 器 流 量 改造
１ 前言
在炉 中的定位密切相关 。针对天津钢管集 团公司 ２ ８ ５
环形炉 的作用是将待轧制管坯加热 到 Ｉ ６ ０℃～ ２
机组环形炉夹钳升降液压系统存在 的设计缺陷 ， 对其 液 压系统做了改进 ， 了良好效果 。 取得
进 口压力 补偿器就起 到了这种作用 ， ＡＰ压差公式如
下：
Ａ ＝Ｉ ２ Ｐ Ｐ— Ｐ
（） ３

式 中： 口 ｒ ｌ 广
流量（ ３ ） ｍ／ ； ｓ 流量 系数 ；
式中： Ｊ Ｐ —— 比例阀入 口压力（ ａ ； Ｐ）
Ｐ —— 比例阀出 口压力（ ａ 。 ， Ｐ） 比例 阀 出 口压 力 Ｂ 决 定 于 负 载压 力 和 回油 压
Ａ ——孔 口面积（ ｚ； ｍ）
△Ｐ——孑 口前后压差 （ａ ； Ｌ Ｐ） Ｐ —流体的密度（ｇｍ ） — ｋ／ ３。 从薄壁孔 口流量公式 可以得出 ： 比例 阀控制 的 对
回路 ， 流量系数 流体的密度 Ｐ 是一定 的。 也就是说 流量 ｑ 与孔 口面积 Ａ和孑 口前后压差 △Ｐ平方根都 ｖ Ｌ 成正 比关系。 以 比例 阀前后 的压差对流量控制非常 所