液壓小艙控制系統(tǒng)（HCCS)原理及應(yīng)用

  液壓小艙是執(zhí)行元件，主要用于調(diào)節(jié)軋機(jī)可移動(dòng)部分和固定部分的相對(duì)位置，在軋管設(shè)備中用于調(diào)整或整定工具的位置。如圖23-5所示，液壓小艙的工作原理比較簡(jiǎn)單，活塞桿與可移動(dòng)工具（如軋輥箱）相連。油缸有兩個(gè)油腔，即主油腔和反作用油腔，油壓由伺服閥控制，在兩個(gè)油腔油壓的共同作用下，產(chǎn)生一個(gè)與軋件軋制時(shí)所產(chǎn)生的分離力方向相反的力?；钊麠U的位置以及兩個(gè)油腔的壓力由換能器實(shí)時(shí)測(cè)量，饋入控制系統(tǒng)，調(diào)節(jié)裝置驅(qū)動(dòng)伺服閥調(diào)整兩個(gè)油腔的壓力。調(diào)節(jié)裝置的輸入?yún)?shù)在位置調(diào)節(jié)回路中是指所要求的活塞桿位置，而在力能調(diào)節(jié)回路中則指主油腔的壓力要求值。

液壓小艙優(yōu)越性能的取得有賴于機(jī)械方面和液壓方面的良好設(shè)計(jì)，特別是控制系統(tǒng)中下述補(bǔ)償功能的應(yīng)用：

 1. 動(dòng)態(tài)反應(yīng)平衡功能（DRE)補(bǔ)償活塞桿位于油缸不同位置時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)反應(yīng)變異；

 2. 伺服閥零點(diǎn)漂移和增益線性化調(diào)整功能改進(jìn)伺服閥和有關(guān)液壓回路的動(dòng)態(tài)性能；

 3. 沖擊補(bǔ)償功能（ISC)補(bǔ)償軋件咬入時(shí)孔型開啟量在過渡期間所產(chǎn)生的變異。

 除了上述補(bǔ)償功能外，伺服閥、換能器等制造技術(shù)及液壓油防污染技術(shù)的發(fā)展，使液壓小艙這一機(jī)械、液壓和電子控制系統(tǒng)三者合一的組合體成為最佳化的執(zhí)行元件，不管有無(wú)外環(huán)控制回路都能在各種自動(dòng)控制系統(tǒng)中發(fā)揮最佳的性能。

 液壓小艙還需要一個(gè)設(shè)計(jì)得很好的控制系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)，這樣才能真正發(fā)揮最佳的性能，并保證與基礎(chǔ)自動(dòng)化裝置和過程控制系統(tǒng)的接口良好。

一、液壓小艙良好的適應(yīng)性

 目前，液壓小艙廣泛應(yīng)用于各種軋管設(shè)備，可使各種工具（如軋輥、頂頭等）迅速、準(zhǔn)確的定位。在一些比較老式的、工藝不太復(fù)雜的鋼管廠里，上述任務(wù)的一部分通過機(jī)械壓下裝置來(lái)完成，但它們的性能較差，運(yùn)作狀況不理想。

與其他位置調(diào)節(jié)裝置（如機(jī)械壓下裝置）相比較，液壓小艙與軋機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)匹配得很好，具有良好的適應(yīng)性，這是因?yàn)椋?/span>

  1. 液壓小艙能在軋制過程中調(diào)整工具位置，且調(diào)節(jié)方式簡(jiǎn)便可靠；

  2. 液壓小艙對(duì)工具位置的調(diào)節(jié)沒有死區(qū)，調(diào)節(jié)時(shí)無(wú)摩擦力影響，準(zhǔn)確性高；

  3. 就分級(jí)和反應(yīng)頻率而言，液壓小艙的動(dòng)態(tài)性能非常好；

  4. 液壓小艙靈活性高，既可用作位置調(diào)整的執(zhí)行元件，也可用作力能調(diào)節(jié)的執(zhí)行元件；

  5. 隨著壓力換能器技術(shù)的發(fā)展，液壓小艙可以取代壓塊用于力能參數(shù)的測(cè)定，且準(zhǔn)確性相同；

  6. 液壓小艙適用于各種物理量的控制系統(tǒng)，可以低成本地完成復(fù)雜的控制功能。

近年來(lái)，液壓小艙在各種工藝條件下使用，很少出現(xiàn)動(dòng)態(tài)性能變異現(xiàn)象，可靠性高，能取代機(jī)械壓下裝置成功地應(yīng)用于軋機(jī)自動(dòng)控制系統(tǒng)。

二、 液壓小艙在MPM軋管機(jī)組中的應(yīng)用

 20世紀(jì)80年代末，MPM軋管機(jī)組開始應(yīng)用液壓小艙進(jìn)行軋輥定位。當(dāng)前，液壓小艙在MPM軋管機(jī)組中具有以下五個(gè)方面的用途：

  1. 用于位置控制回路和力能控制回路，前者用于所有機(jī)架的軋輥定位，后者用于精軋機(jī)架的壁厚控制。就成品機(jī)架壁厚壓下而言，因受溫度以及軋輥磨損的影響，位置控制回路的作用往往只是偶然奏效，而力能控制回路則對(duì)成品管壁厚施以比較恒定的壓下量，可大大提高連軋管的壁厚精度。

  2. 補(bǔ)償軋制管件因前后溫度變化產(chǎn)生的縱向壁厚不均，改善壁厚偏差。

  3. 補(bǔ)償軋管所產(chǎn)生的軋機(jī)結(jié)構(gòu)的彈性變形量。

  4. 補(bǔ)償軋輥磨損以及芯棒縱向不均勻磨損，這是根據(jù)軋制管件和芯棒本身的測(cè)量值而調(diào)整的。

  5. 對(duì)于進(jìn)入張減機(jī)軋制的母體管，需采用管端軋薄技術(shù)在MPM 軋機(jī)上軋制兩端壁厚較薄的管子。