电极横臂升降液压系统原理图如图3-2所示,在图中,当电液换向阀49.1的YV4b端得电时,电液换向阀的右位接入回路,压力油经过压力管路滤油器13、电液换向阀和液控单向阀流入柱塞缸,从而推动电极向上运动。
当电液换向阀49.1的YV4a端得电,换向阀左位接入回路,同时电磁换向阀40.1得电,液控单向阀50.1、50.2、50.3在压力油的作用下打开。柱塞会在重力作用下下降,压力油经过电液换向阀、溢流阀流回油箱。 同理,U相、W相电极也是如此。 (2)电极夹紧
电极夹紧液压系统原理图如图3-2所示,在图中,当电磁换向阀40.2得电时,换向阀的左位接入回路,压力油经过换向阀、节流阀流入电极夹紧缸的下腔内,活塞向上运动,使电极夹紧。
当电磁换向阀40.2断电时,换向阀的右位接入回路,活塞在弹簧的作用下向下运动,电极夹紧缸内的液压油经节流阀、电磁换向阀流回油箱。 同理,U相、W相电极也是如此。 3.3 炉盖提升和旋转机构及炉体倾动液压系统 3.3.1 炉盖升降,炉体倾动及炉盖旋转工作原理
一部机器通常由三部分组成,即原动机——传动装置——工作机。原动机的作用是吧各种形态的能量转比恩为机械能,是机器的动力源;工作机是利用机械能对外作功;传动装置设在原动机和工作机之间,起传递动力和进行控制的作用。传动的类型很多,按照传动所采用的机件或工作介质的不同主要可分为:机械传动、电力传动、气压传动和液体传动。 液压传动具有很多优点:
(1) 单位功率的重量轻,即能以较轻的设备重量获得很大的输出力和转矩。 (2) 由于体积小、重量轻,因而惯性小,起动、制动迅速。
(3) 在运动过程中能方便的进行无级调速,调速范围大,而且低速性能好。 (4) 借助结构简单的液压缸可轻易的实现直线往复运动。 (5) 易于实现自动化。
(6) 易于实现过载保护,工作安全可靠。
(7) 液压系统的各种元件可随设备的需要任意安排,可以吧液压马达或液压缸安置在远离原动机的任意位置,不需要中间的机械传动环节。
(8) 液压系统工作介质具有一定的弹性和吸振能力,使液压传动平稳、工作可靠;运转时可自动润滑,易于散热,使用寿命长。 (9) 易于实现标准化、系列化和通用化。
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为满足各种机械的不通用途,液压缸种类繁多。按供油方式可分为单作用缸和双作用缸。单作用缸只往缸的一侧输入液压油,活塞仅作单向力运动,靠外力使活塞杆返回。双作用缸则分别向缸的两侧输入压力油,活塞的正反向运动均靠液压力来完成。本设计中用双作用双活塞杆液压缸,因为两端同时有相等直径的活塞伸出,因而液压缸两端受力面积相等。当流量相等时,两个方向的运动速度相等;当两端的输入压力相等时,两个方向的输出力相等。这种两个方向等速、等力的特性使双作用双活塞杆液压缸可以用于双向负载基本相等的场合。
3.3.2 炉盖升降,炉体倾动及炉盖旋转液压系统工作原理 (1)炉盖升降
炉盖升降液压系统原理图如图3-2所示,在图中,当电液换向阀43的YV12端得电时,换向阀的上位接入回路,压力油经换向阀、单向节流阀流入炉盖升降缸的下腔,推动活塞向上动作,使炉盖向上运动。
当电液换向阀43的YV11端得电时,换向阀的下位接入回路,压力油经单向节流阀27流入炉盖升降缸的上腔内,使缸内活塞向下动作,从而推动炉盖向下运动。同时液控单向阀在压力油的作用下打开,从而使回路畅通,缸内的液压油经过单向节流阀流回邮箱。
在液压回路中安装有一对同步马达,其主要作用是使两个液压缸能够同步动作,从而保证炉盖上升过程中的动作平稳。 (2)炉盖旋转
炉盖旋转液压系统原理图如图3-2所示,在图中,当比例阀32的YV21b端得电时,比例阀的上位接入回路。压力油经过比例阀、球阀流入炉盖旋转缸的下腔内。活塞在压力油推动下向上运动,炉盖旋转。缸上腔内的液压油经液控单向阀流回油箱。 当比例阀的YV21a端得电时,比例阀的下位接入回路。压力油经过比例阀、液控单向阀流入液压缸的上腔内。推动活塞向下运动,炉盖旋回。 (3)炉体倾动系统
炉体倾动液压系统原理图如图3-2所示,在图中,当比例阀34的YV24b端得电,比例阀的右位接入回路。P管输入的压力油经过单向插件57.2、比例阀34和液控单向阀流入倾动液压缸的下腔内,推动活塞向上运动,使工作台倾动一定角度。油缸上腔内的液压油经过比例阀和单向插件57.3流回油箱。
当比例阀34的YV24a端得电,比例阀的左位接入回路,同时电磁换向阀65得电,液控单向阀47.1和47.2在压力油的作用下打开。压力油经过单向插件57.2和比例阀34流入倾动液压缸的上腔内,推动活塞向下运动,使工作台转动到水平位置。液压油缸下腔内的液压油经过液控单向阀、比例阀流回油箱。
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3.4 EBT出钢系统
传统电炉炼钢“老三期”工艺操作:装料熔化、氧化扒渣、造渣还原、带渣出钢,带入钢包中的是还原性炉渣,带渣出钢对进一步脱硫、脱氧、吸附夹杂等是有益无害的。而当电炉功能分化后,超高功率电炉与炉外精炼相配合,电炉出钢时的炉渣是氧化性炉渣。理论与实践证明,这种氧化性炉渣带入钢包精炼过程将会给精炼带来极为不利的影响。于是,围绕避免氧化性炉渣进入钢包精炼过程,出现了一系列渣钢分离方法。其中,效果最好、应用最广泛的是EBT法,即偏心底出钢法。
EBT电炉结构是将传统电炉的出钢槽改成出钢箱,出钢口在出钢箱底部垂直向下。出钢口下部设有出钢口开闭机构,开闭出钢口,出钢箱顶部中央设有操作口,以便出钢口的填料操作与维护。
EBT电炉主要优越性在于,它实现了无渣出钢和增加了水冷炉壁使用面积。优点如下:
(1)出钢倾动角度的减少。简化电炉倾动结构;降低短网阻抗;增加水冷炉壁使用面积,提高炉体寿命。
(2)留钢留渣操作。无渣出钢,改善钢质量,有利于精炼操作;留钢留渣,有利于电炉冶炼、节约能源。
(3)炉底部出钢。降低出钢温度,节约电耗减少二氧化碳,提高钢的质量,提高钢包寿命。
EBT电炉的出钢操作。出钢时,向出钢侧倾动约5o后,开启出钢机构,出钢口填料在钢水静压力作用下自动下落,钢水流入钢包,实现自动开浇出钢。当钢水出至要求的约9500时迅速回倾以防止下渣,回倾过程还有约500的钢水和少许炉渣流入钢包中,炉摇正后检查维护出钢口,关闭出钢口,加填料,装废钢,重新起弧熔炼。 液压系统如图3—2所示,在图中,液压缸选择的是双作用单活塞杆缸,当电磁换向阀37.4的YV20端得电,电磁换向阀的上位接入回路,压力油经过换向阀37.4、液控单向阀35.4和节流阀36.4流入EBT开闭缸内,推动活塞杆向上运动,使出钢口打开。此时液控单向阀在压力油的作用下打开。液压缸有杆腔内的液压油经过节流阀36.4、电磁换向阀37.4流回油箱。
当电磁换向阀37.4的YV19端得电,电磁换向阀的下位接入回路,压力油经过换向阀37.4、液控单向阀35.4和节流阀36.4流入EBT开闭缸内,推动活塞杆向下运动,使出钢口关闭。
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3.5 蓄能器装置
蓄能器(如图3—3)是液压系统中常用的辅助装置,在液压系统中主要起贮存和释放压力能的作用,在适当的时机将系统中的能量转变为压缩能或高位能储存起来,当系统需要时,又将压缩能或位能转变为液压或气压等能释放出来,重新补给给系统。在电弧炉的液压系统中,其主要作用是保证当泵发生故障或停电时,执行元件能继续完成必要的动作。正如在电弧炉炼钢过程中,蓄能器储存的高压液可以满足炉体倾动到最大角度时炉体摇架倾回到水平位置,并且能同时满足将三相电极抬起。
蓄能器装置液压系统原理如图3-1所示,在图中,在系统启动后,由柱塞泵提供的液压油经过球阀30.2和蓄能器用截止阀63输入蓄能器内,贮存在蓄能器内,当系统泵发生故障或停电时,提供给系统。
图3-3 蓄能器组外形图
3.6 液压泵站
液压泵站(如图3—4)是整个液压系统的动力源,是能量转换元件。它将电动机输出的机械能转变为工作液体的压力能再输出到系统中去,为执行元件提供动力。
如图3—1所示,电动机10转动带动恒压变量柱塞泵9动作,将压力油从油箱2吸出,为压力回路提供压力油。压力油由柱塞泵出来经过底板块24、压力管路滤油器25进入液压系统的工作回路。
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在液压泵后面安装有一个底板块24。其主要作用就是保护液压泵。因为电动机在启动时需要轻载的环境,安装有的板块就能达到这一功效。当接通电源时,电动机会延时通电,而底板块则会立即通电,电磁阀22得电,溢流阀的溢流口接通到油箱,然后电动机启动,在电动机刚启动时,由泵输出的液压油会经过底板块流回油箱,这样可以满足电动机轻载启动,起到保护电动机的功效。
图3-4 液压泵站外形图
图3-5 液压阀台外形图
3.7 冷却系统
液压系统中的功率损失,几乎全部转变为热量,造成液压油升温。为了控制液压油的温度,一方面要采用高效元件,合理进行系统设计,尽量减少液压系统的功率损耗;另一方面要采取措施散发系统中产生的热量。则在液压系统中设置冷却器很必要。
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