[发明专利]步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法

摘要

本发明公开了一种步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法，即根据步进炉液压系统主泵及油缸的规格、步进运动时各段行程以及步进周期进行优化计算，结合步进运动各段的带载和空载情况，实现步进曲线的优化，使步进梁在允许步进周期之内，各运动段冲击最小、系统功率分配最合理，达到降低液压系统最大输出流量，对应步进梁上升段的高速，以优化液压系统主泵数量、降低配套阀组的规格，节省了设备成本，降低了设备运行能耗，同时提高设备运行的稳定性。

主权项

1.一种步进式加热炉液压系统主泵数量优化方法，其特征在于本方法包括如下步骤：步骤一、根据步进炉的工艺要求，设定步进梁运动的步进周期为T，上升段行程为S_上升、下降段行程为S_下降、前进段行程为S_前进、后退段行程为S_后退，所述上升段行程和下降段行程中包括步进梁的接坯段行程S₁和停止段行程，所述前进段行程和后退段行程中包括停止段行程；步骤二、设定步进梁各运动段的运动时间为上升段t_上升、前进段t_前进、下降段t_下降、后退段t_后退，并满足，t_上升>t_下降，t_前进>t_后退，设定上升段和下降段中的停止段时间为，前进段和后退段中停止段时间为,和设定为0.5_~1秒；步骤三、设定步进梁各运动段的极限加速度为，步进梁带载运行时加速度为≤，步进梁空载运行时加速度为≤，下降段由于步进梁靠自重下降，此时加速度为≤；步骤四、根据步进梁的带载情况设定各运动段的速度，在上升段和下降段中，高速、接坯段速度、停止段速度，其中k₂和k₃为比例系数，0< k₂< 1，0< k₃< 1，在前进段和后退段中，高速，停止段速度，其中k_2x为比例系数，0< k_2x< 1；步骤五、由于步进梁上升时由提升缸无杆腔驱动，下降时由提升缸有杆腔驱动，因此步进梁上升段的高速对应液压系统最大输出流量，并满足：式中：为油缸数量，为提升油缸无杆腔面积，根据确定液压系统主泵数量，并满足：（式1）式中：为单台主泵额定流量；步骤六、计算步进梁各个运动段的起始运动时间、高速运动时间：上升段运动时，步进梁起始运动时间t₁、间隔接坯段的两段高速运动时间t₂和t₃（式2）（式3）（式4）下降段运动时，步进梁起始运动时间t_1‘、高速运动时间t_2’和t_3‘的计算方式与上升段运动相同，只需将式2、式3、式4中S_上升用S_下降代替，其中比例系数k₂、k₃可与上升段不同；前进段运动时，步进梁起始运动时间t_1x(式5)后退段运动时，步进梁起始运动时间t_1x‘的计算方式与前进段运动相同，只需将式5中S_前进用S_后退代替，其中比例系数k_2x可与前进段不同；步骤七、计算步进梁各运动段的加速度，上升段和下降段中：起始加速度（式6）前进段和后退段中：起始加速度（式7）同时步进梁各段加速度需满足：（式8）式中：为各段所求加速度，即、、和，为各段设定的极限加速度，分别为、和，同时需满足≤，≤，≤，≤；步骤八、根据式1、式2、式6、和式8确定液压系统的主泵数量及需满足的步进梁加速度要求，即步进梁上升段运动满足：（式9）（式10）步进梁下降段运动满足：（式11）根据式5、式7和式8，确定步进梁前进段运动需满足：（式12）同理，步进梁后退段运动需满足：（式13）液压系统根据值确定主泵数量，步进梁上升段各参数的设定需满足确保极限加速度的基础上，保证主泵数量最小，同时确保高速运动时间和为正值，即同时满足式3、式4、式9和式10，步进梁下降段、前进段和后退段液压系统流量小，各参数设定满足算式11、式12和式13的要求。