专利名称：一种更换穿孔机顶头的液压控制系统的制作方法
技术领域：
本发明属于轧钢机械液压控制系统，特别涉及到连轧管机组中穿孔机顶头更换 的液压控制系统。
背景技术：
轧钢机械设备，特别是连轧管机组的穿孔机设备中，每穿轧完成一根钢管都需 要更换顶头，顶头的更换在顶头箱内完成。顶头从顶杆上的松开脱落及锁紧的控制由液 压控制系统来实现。现行顶头更换的液压执行机构是一个非标准的三位液压缸。该液压缸机械结构 简图及其液压控制系统原理如图1所示所述三位液压缸，由大活塞1、小活塞2和缸体3组成。小活塞2套在大活塞1 上，顶头锁紧时，大活塞右侧台肩紧贴小活塞左端面。小活塞2的工作行程为Si，大活 塞1的工作行程为S1+S2。大活塞左侧端头连接顶杆17，顶杆头部套接顶头18，顶头与 顶杆间由销子锁紧。顶头脱开或锁紧时，三位液压缸和顶杆可由顶杆小车一起移送前进 或后退。三位液压缸缸体3上设置3个液压油口 Bi、B2、B3,液压控制系统分别向 缸体内不同位置提供压力油，以达到控制三位液压缸所要求的工艺动作。所述三位液压缸液压控制系统原理如图1所示由三位四通E机能电磁换向阀 4、两位四通D机能电磁换向阀(一)5和两位四通D机能电磁换向阀(二)6、减压阀7、 压力表8及液压油管形成液压控制回路。来自液压源的主压力油路，进入该液压控制回 路后，先经过减压阀7减压，减压后的压力由压力表8来检测读出，减压后的压力油路分 为三路，一路经三位四通E机能电磁换向阀4进入小活塞2右腔；一路经两位四通D机 能电磁换向阀(一)5进入大活塞1右腔；另外一路经两位四通D机能电磁换向阀(二)6 进入大活塞1左腔。由此形成的液压控制回路满足顶头更换时顶头松开、锁紧的工艺要 求。图1所示状态为顶头锁紧状态，小活塞和大活塞均处于最右位。所述顶头更换液压控制系统工作原理如下需要顶头松开时，大小活塞均向左运动，小活塞2运行工作行程Si，大活塞 1运行工作行程S1+S2;需要顶头锁紧时，大小活塞均向右运动，大活塞运行工作行程 S1+S2,小活塞运行工作行程Si。减压阀7用于调整大活塞和小活塞运行时的工作压力，其压力值可由压力表8读
出ο三位四通E机能电磁换向阀4的电磁铁Y3得电，压力油由接口 B3进入小活塞 2右侧，B2和Bl接口接回油，小活塞2向左运行工作行程Sl ；同时大活塞1由于右侧 台肩紧贴在小活塞2左端，所以在B3接口的压力油作用下，大活塞1与小活塞2—起向 左运行工作行程Si。此时，顶头内销子落下，顶头松开。接着两位四通D机能电磁换 向阀(一)5的电磁铁Y2得电，压力油由接口 B2进入大活塞1右侧，Bl接口接回油， 大活塞1继续向左运行完成工作行程S2，此时顶头被顶杆推落。两位四通D机能电磁换向阀(一)5的电磁铁Y2失电，所述电磁换向阀4的电磁铁Y3失电，油口 B3被封堵， 油口 Bl和B2接回油，大活塞1和小活塞2均处于最左位。顶头箱内，旧顶头被移开，新顶头位于轧制线，顶杆小车前进将顶杆插入新顶 头。两位四通D机能电磁换向阀(二)6的电磁铁Yl得电，压力油由接口 Bl进入大 活塞1左侧，B2接口接回油，大活塞1向右运行完成工作行程S2 ；所述电磁换向阀4的 电磁铁Y4得电，小活塞2右侧油口 B3接回油，大活塞1继续向右运行，同时推动小活 塞1向右运行，直至大小活塞均向右回退行程Sl时，电磁铁Yl失电，电磁铁Y4失电， 大活塞1和小活塞2均处于图1所示位置，顶头锁紧，准备穿轧下一根管坯。至此，顶 头更换一次循环完成。现行顶头更换液压回路基本满足顶头松开、顶头锁紧等工艺动作要求，但在顶 头更换过程中仍存在着不足顶头松开时，先是所述电磁换向阀4的电磁铁Y3得电，再 是所述电磁换向阀5的电磁铁Y2得电，由于大活塞和小活塞间的环形面积大于小活塞右 侧环形面积，B2接口和B3接口液压油的压力由减压阀7调整后，压力相同，所以，大活 塞在完成工作行程S2时，总是不能及时向左运行，而是先将小活塞向右推行一小段，再 将大活塞向左推动，不能及时将顶头推落，延误顶头更换时间，严重影响生产节奏；顶 头锁紧时，所述电磁换向阀4处于中位，如果B3接口中有少许背压存在，因为Bl和B2 接口接回油，大活塞和小活塞均有可能向左运行，顶头松动，不能锁紧顶头，这在穿轧 过程中将产生严重事故。
发明内容
本发明的目的旨在克服现有技术的缺点，提供一种更换穿孔机顶头的液压控制 系统，解决现行顶头更换液压控制系统，在顶头松开时不能及时将顶头推落，顶头锁紧 时顶头易松动的问题。上述发明目的是通过以下技术方案实现的一种更换穿孔机顶头的液压控制系统，包括由大活塞、小活塞、缸体组成的 三位液压缸，以及由电磁换向阀、减压阀、压力表、液压油管形成的液压控制回路，其 特征在于所述液压控制回路由两位四通D机能电磁换向阀、两位四通右位Y机能电磁 换向阀、两位四通OF机能电磁换向阀，减压阀(一)、减压阀(二)、减压阀(三)，压 力表(一)、压力表(二)、压力表(三)组成，来自液压源的主压力油路，进入液压控 制回路后分为三路一路经减压阀(一)减压后，经所述两位四通右位Y机能电磁换向阀 进入小活塞的右腔；一路经减压阀(二)减压后，经所述两位四通D机能电磁换向阀进 入大活塞的右腔；另外一路经减压阀(三)减压后，经所述两位四通OF机能电磁换向阀 进入大活塞的左腔，减压阀(一)、减压阀(二)、减压阀(三)分别连接压力表(一)、 压力表(二)、压力表(三)。本发明与现有技术相比，三位液压缸的三个油腔的液压控制回路独立，三个回 路中独立设置减压阀及压力表；三回路中B3油口所接电磁换向阀由原来的E型机能三位 四通型改为两位四通右位Y型机能电磁换向阀，Bl油口所接电磁换向阀由原来的两位四 通D机能电磁换向阀改为两位四通OF机能电磁换向阀，而且Bl油口原来常通回油，现在改接常通压力油。这样，各回路中压力可通过减压阀独立调整，压力值可通过各回路 中的减压阀分别读出，压力调整具有很大的灵活性；各回路中电磁换向阀的电磁铁得电 与失电状态组合，得到相应的控制方式。因此顶头的松开和锁紧更快捷、可靠、准确， 提高了生产节奏，很好地满足穿孔机顶头更换顺利完成的工艺要求。本发明的优点在于根据三位液压缸各位置中大小活塞受力面积的不同，独 立调整各控制油路中的压力值，并利用三个回路中电磁换向阀的不同机能，相互配合使 用，更好地满足工艺动作要求。使得顶头更换迅速、准确、可靠，缩短了顶头更换时 间，提高了生产节奏，保证了生产的安全性。
图1是现行穿孔机顶头更换液压控制系统原理图；图2是本发明的液压控制系统原理图。下面结合附图通过较佳实施例对本发明作详细说明。
具体实施例方式如图2所示，一种更换穿孔机顶头的液压控制系统，包括由大活塞1、小活塞 2、缸体3组成的三位液压缸，以及由电磁换向阀、减压阀、压力表、液压油管形成的液 压控制回路。所述液压控制回路由两位四通D机能电磁换向阀5、两位四通右位Y机能 电磁换向阀9、两位四通OF机能电磁换向阀10，减压阀(一)11、减压阀(二)12、减压 阀(三)13，压力表(一)14、压力表(二)15、压力表(三)16组成，来自液压源的主压 力油路，进入液压控制回路后，分为三路，一路经减压阀(一)11减压后，经两位四通右 位Y机能电磁换向阀9进入小活塞2的右腔；一路经减压阀(二)12减压后，经两位四 通D机能电磁换向阀5进入大活塞1的右腔；另外一路经减压阀(三)13减压后，经两 位四通OF机能电磁换向阀10进入大活塞1的左腔，减压阀(一)11、减压阀(二)12、 减压阀(三)13分别连接压力表(一)14、压力表(二)15、压力表(三)16。由此形成 的液压控制回路更好地满足顶头更换时顶头松开、锁紧的工艺要求。图2所示状态为顶 头锁紧状态，小活塞和大活塞均处于最右位。工作原理如下在穿轧完成一根钢管后，顶杆带动顶头由顶杆小车移送至顶头箱内，需要进行 顶头更换。按三位液压缸各油腔中受力面积分别调整各回路中减压阀的压力到所需压力， 调节压力值从各自的压力表中读出。两位四通右位Y机能电磁换向阀9的电磁铁Y3和两位四通OF机能电磁换向阀 10的电磁铁Yl同时得电，压力油由B3接口进入液压缸，Bl接口和B2接口通回油，小 活塞和大活塞同时向左运行完成工作行程Si，顶头中销子落下，顶头松开。两位四通D 机能电磁换向阀5的电磁铁Y2得电，压力油由B2接口进入液压缸，大活塞在压力油作 用下，继续向左运行完成工作行程S2，彻底推落顶头。此时，电磁铁Y3、YU Y2均失 电，两位四通右位Y机能电磁换向阀9弹簧复位，两位四通OF机能电磁换向阀10仍处 于左位，两位四通D机能电磁换向阀5弹簧复位，油口 Bi、B2、B3均接回油。小活塞和大活塞均处于最左侧，停止。顶头箱内，旧顶头被移开，新顶头位于轧制线。顶杆小车前进接新顶头后，两 位四通OF机能电磁换向阀10的电磁铁Y4得电，压力油自Bl接口进入液压缸最左腔， 油口 B2和B3接回油，大活塞向右运行完成工作行程S2，再继续前行，靠其右侧台肩推 动小活塞一起向右运行同时完成工作行程Si，锁紧顶头。两位四通OF机能电磁换向阀 10的电磁铁Y4失电，电磁换向阀因有机械锁定功能，依然处于右位，油口 Bl —直通入 压力油，同时两位四通D机能电磁换向阀5处于右位，B2接口接回油，两位四通右位Y 机能电磁换向阀9处于右位，油口 B3也接回油，这样大活塞左腔压力油保证大活塞和小 活塞均处于最右位，保证了顶头锁紧的可靠性。至此，顶头更换循环结束。本发明根据三位液压缸的结构特点，优化设计液压缸每个油口的液压控制回 路，使得顶头更换这个非常重要的工艺动作，简捷、迅速、可靠、安全。节省顶头更换 时间，提高生产节奏，保证了生产的安全性和可靠性。
权利要求
1. 一种更换穿孔机顶头的液压控制系统，包括由大活塞(1)、小活塞(2)、缸体 (3)组成的三位液压缸，以及由电磁换向阀、减压阀、压力表、液压油管形成的液压控制 回路，其特征在于所述液压控制回路由两位四通D机能电磁换向阀(5)、两位四通右 位Y机能电磁换向阀(9)、两位四通OF机能电磁换向阀(10)，减压阀(一)(11)、减压 阀(二)(12)、减压阀(三)(13)，压力表(一)(14)、压力表(二)(15)、压力表(三) (16)组成，来自液压源的主压力油路，进入液压控制回路后分为三路一路经所述减压 阀(一)(11)减压后，经所述两位四通右位Y机能电磁换向阀(9)进入所述小活塞(2) 的右腔；一路经所述减压阀(二)(12)减压后，经所述两位四通D机能电磁换向阀(5) 进入所述大活塞(1)的右腔；另外一路经所述减压阀(三)(13)减压后，经所述两位四 通OF机能电磁换向阀(10)进入所述大活塞(1)的左腔，所述减压阀(一)(11)、减压阀 (二)(12)、减压阀(三)(13)分别连接所述压力表(一)(14)、压力表(二)(15)、压力 表(三)(16)。
全文摘要
一种更换穿孔机顶头的液压控制系统，涉及轧钢机械液压控制系统。本发明解决现有技术在顶头松开时不能及时将顶头推落，顶头锁紧时顶头易松动的问题。本发明所述液压控制回路的主压力油路进入控制回路后分为三路一路经减压阀(一)、两位四通右位Y机能电磁换向阀进入小活塞的右腔；一路经减压阀(二)、两位四通D机能电磁换向阀进入大活塞的右腔；另一路经减压阀(三)13、两位四通OF机能电磁换向阀进入大活塞的左腔，减压阀(一)、减压阀(二)、减压阀(三)分别连接压力表(一)、压力表(二)、压力表(三)。本发明用于控制连轧管机组中穿孔机顶头的更换，具有更换迅速、准确、安全、可靠等优点。
文档编号B21B25/00GK102019293SQ201010512120
公开日2011年4月20日 申请日期2010年10月16日 优先权日2010年10月16日
发明者张英婵 申请人:太原重工股份有限公司