專利名稱：超級管道管嘴成形過程中動態水平和平衡跟隨控制方法
技術領域：
本發明涉及一種管道局部成形加工中的動態水平狀態的頂升和平衡跟隨控制方法
背景技術：
目前，國內國際的核能發電設備技術更新換代較快。超級管道是蒸汽管道的重要組成部分，主蒸汽超級管道管嘴的生產技術已依據核電設計要求發生變化。依據新的核電設計要求，主蒸汽超級管道的管嘴必須與母管整體鍛造成型，使管嘴與管道的纖維連續，并要保證沖壓成型的管嘴位置嚴格按照設計精度要求。而在鍛造成形過程中，如何保證按照設計要求生產出合格的管嘴，這就要求在主蒸汽超級管道的管嘴擠壓成形中，必須嚴格控制沖壓過程中母管管坯動態平衡過程。
發明內容
本發明的目的是針對上述現狀，旨在提供一種能確保每個管嘴熱擠壓后相對位置保持不變，生產出合格的核電主蒸汽超級管道管嘴的超級管道管嘴成形過程中動態水平狀態的頂升和平衡跟隨控制方法。本發明目的的實現方式為，超級管道管嘴成形過程中動態水平狀態的頂升和平衡跟隨控制方法，具體步驟為1)主支撐、副支撐在計算機控制下，通過液壓頂的驅動，將超級管道升高到設定位置；2)將陽模對中檢測工裝放入超級管道工藝孔內，將超級管道對中裝置與壓力機工作基面水平進行調校，通過X軸向和Y徑向調整，保證對中裝置與壓機工作基面保持一致； 然后，陽模運動和回位裝置將陽模推至超級管道的工藝孔處，通過陽模的激光束穿過管道對中裝置的中心通孔一塊光學玻璃上形成光點，判斷陽模與工藝孔同軸狀態，如X軸向不一致時，控制液壓頂將V形輔助支撐上升，使支撐上動輪組將超級管道頂起，超級管道離開主、副支撐座，通過動輪可以帶動超級管道旋轉，待旋轉到指定位置時，降下V形輔助支撐； 如Y徑向不一致時，通過控制陽模運動和回位裝置調整Y徑向，使光點處于光學玻璃上中心部位，并將該位置鎖定和記憶；將陽模對中裝置取下，將陰模對中檢測工裝和陰模固成一體，將陰模放在超級管道上工藝孔位置，這時陽模的激光束穿過陰模對中檢測工裝的中心通孔，在陰模對中檢測工裝的一塊光學玻璃上形成光點，通過光點調整陰模前、后和左、右位置，使光點處于陰模標尺中心部位，并進行陰模輔助標識工作，完成陰模與管道工藝孔對中調整；3)靜態水平對中調整完成后，將陽模退出超級管道，并將工藝孔處沖壓部位進行加熱處理，加熱完成后，陽模運動和回位裝置將陽模回位到鎖定位置。此時壓力機面對超級管道上的陰模施壓200士 10t，當超級管道主支撐受力下降時，液壓缸的壓力將增加，這時超級管道主支撐內的壓力檢測單元將檢測數據傳輸給計算機，計算機通過與靜態平衡時液壓缸的壓力比較，反饋控制液壓回路，改變比例閥降低液壓回路的壓力，使液壓回路的壓力與靜態平衡時壓力值相同；同時超級管道主支撐內的位移檢測單元將檢測數據傳輸給計算機；在控制主支撐的同時，計算機將副支撐——超級管道副支撐內的位移檢測數據讀入，并不斷的與超級管道主支撐的位移檢測數據進行比較，如果有差值就反饋控制超級管道副支撐的液壓回路，使副支撐上升或下降，跟蹤保持主支撐位移尺寸，達到主、副支撐的動態平衡；通過與主支撐靜態平衡時液壓壓力比較以及不斷的與超級管道主支撐座的位移進行比較，自動跟蹤保持副支撐與主支撐位移相同以及主支撐的壓力恒定，達到主、副支撐在壓模成形過程中的動態平衡；4)當超級管道和管道主、副支撐座受力下降到規定位置時，液壓系統停止，并保持此時位置不變，超級管道的管嘴壓模成形；5)壓力機的工作基面再次回壓超級管道上的陽模頂端，保持恒定壓力；管道主、 副支撐座開始上升，給超級管道施加的頂力，由于陽模的上端被壓力機壓住，陽模與超級管道摩擦力被管道主、副支撐座頂力所克服，最終將陽模從超級管道的成形孔中脫離，完成超級管道管嘴成形后的脫模工作。采用本發明能實現超級管道管嘴成形過程中動態水平狀態的頂升和平衡跟隨，及出模過程中頂力的施加和平衡狀態的自動調整，確保每個管嘴熱擠壓后相對位置保持不變，能生產出合格的核電主蒸汽超級管道管嘴。
圖1是智能頂升系統調整前狀態圖，圖2是智能頂升系統調整后狀態圖，圖3是陽模、陰模對中檢測工裝光靶調整示意圖，圖4是主、副支撐結構示意圖，圖5是主、副支撐液壓系統的反饋控制原理圖，圖6是主、副支撐液壓工作原理圖，圖7是V型輔助支撐液壓工作原理圖。
具體實施例方式下面結合附圖對本發明進一步描述。參照圖1、2、3、4、5、6，本發明的具體步驟為1)主支撐1、副支撐2在計算機控制下，通過液壓頂12的驅動，將超級管道3升高到設定位置。2)將陽模對中檢測工裝4放入超級管道工藝孔5內，將超級管道對中裝置與壓力機工作基面水平進行調校，通過X軸向和Y徑向調整，保證對中裝置與壓機工作基面保持一致。然后，陽模運動和回位裝置6將陽模7推至超級管道的工藝孔處，通過陽模的激光束8 穿過管道對中裝置的中心通孔一塊光學玻璃上形成光點16(見圖；3)，判斷陽模與工藝孔同軸狀態，如X軸向不一致時，控制液壓頂13將V形輔助支撐14上升，使支撐上動輪組15將超級管道頂起，超級管道離開主、副支撐座，通過動輪可以帶動超級管道旋轉，待旋轉到指定位置時，降下V形輔助支撐。如Y徑向不一致時，通過控制陽模運動和回位裝置調整Y徑向，使光點處于光學玻璃上中心部位17，并將該位置鎖定和記憶。將陽模對中裝置取下，將陰模對中檢測工裝9和陰模10固成一體，將陰模放在超級管道上工藝孔位置，這時陽模的激光束穿過陰模對中檢測工裝的中心通孔，在陰模對中檢測工裝的一塊光學玻璃上形成光點16，通過光點調整陰模前、后和左、右位置，使光點處于光學玻璃上中心部位17 (見圖3)，并進行陰模輔助標識工作，完成陰模與管道工藝孔對中調整。3)靜態水平對中調整完成后，將陽模退出超級管道，并將工藝孔處沖壓部位進行加熱處理，加熱完成后，陽模運動和回位裝置將陽模回位到鎖定位置。此時壓力機面11對超級管道上的陰模施壓200士 10t，當超級管道主支撐受力下降時，液壓缸的壓力將增加，這時超級管道主支撐內的壓力檢測單元將檢測數據傳輸給計算機，計算機通過與靜態平衡時液壓缸的壓力比較，反饋控制液壓回路，改變比例閥降低液壓回路的壓力，使液壓回路的壓力與靜態平衡時壓力值相同；同時超級管道主支撐內的位移檢測單元將檢測數據傳輸給計算機。在控制主支撐的同時，計算機將副支撐——超級管道副支撐內的位移檢測數據讀入， 并不斷的與超級管道主支撐的位移檢測數據進行比較，如果有差值12就反饋控制超級管道副支撐的液壓回路，使副支撐上升或下降，跟蹤保持主支撐位移尺寸，達到主、副支撐的動態平衡。通過與主支撐靜態平衡時液壓壓力比較以及不斷的與超級管道主支撐座的位移進行比較，自動跟蹤保持副支撐與主支撐位移相同以及主支撐的壓力恒定，達到主、副支撐在壓模成形過程中的動態平衡。4)主支撐A的主液壓缸19的工作過程上升-工作位平衡-受力下降-限位停止-反頂加載-卸載-回位停止。副支撐B的副液壓缸20的工作過程與上述基本一致上升-工作位平衡-跟隨下降-限位停止-反頂加載-卸載-回位停止(見圖6)。上升主液壓泵(32MPa)—電動換向閥置左位一單向閥一液壓缸下腔。工作位平衡電動換向閥置中間位，封閉液壓缸進回液腔，保持超級管道位置。受力下降(恒功率)電動換向閥置右位，液壓缸上腔進液，比例流量閥開啟控制液壓缸下腔，進入恒功率控制模式。限位停止當液壓缸下降到規定位置，電動換向閥置中間位，封閉液壓缸進回液腔，保持超級管道當前位置，反頂加載(上升)切換主液壓泵(70MPa)—電動換向閥置左位一單向閥一液壓缸下腔一加載。卸載(下降)電動換向閥置右位一單向閥一液壓缸上腔一加載。5) V形輔助支撐的液壓缸21的工作過程(見圖7)上升-工作位保持-下降-回位停止。現就每個工作狀態進行說明。上升主液壓泵(32MPa)—電動換向閥置左位一4個液壓缸下腔。工作位保持電動換向閥置中間位，封閉4個液壓缸進回液腔。下降電動換向閥置右位一4個液壓缸上腔。回位停止主液壓泵停機，電動換向閥置中位，封閉液壓缸進回液腔。當超級管道和管道主、副支撐座受力下降到規定位置時，計算機控制液壓系統停止，并保持此時位置不變，超級管道的管嘴壓模成形。6)壓力機的工作基面再次回壓超級管道上的陽模頂端，保持200士 IOt壓力。管道主、副支撐座在計算機控制下開始上升，給超級管道施加的頂力，由于陽模的上端被壓力機壓住，陽模與超級管道摩擦力被管道主、副支撐座頂力所克服，最終將陽模從超級管道的成形孔中脫離，完成超級管道管嘴成形后的脫模工作。
本發明通過控制超級管道靜態水平的調節和支撐，旋轉調節和支撐；實現超級管道管嘴成形過程中動態水平狀態的頂升和平衡跟隨，以及出模過程中頂力的施加和平衡狀態的自動調整，確保每個管嘴熱擠壓后相對位置保持不變，能生產出合格的核電主蒸汽超級管道管嘴。
權利要求
1.超級管道管嘴成形過程中動態水平和平衡跟隨控制方法，其特征在于具體步驟為1)主支撐、副支撐在計算機控制下，通過液壓頂的驅動，將超級管道升高到設定位置；2)將陽模對中檢測工裝放入超級管道工藝孔內，將超級管道對中裝置與壓力機工作基面水平進行調校，通過X軸向和Y徑向調整，保證對中裝置與壓機工作基面保持一致；然后， 陽模運動和回位裝置將陽模推至超級管道的工藝孔處，通過陽模的激光束穿過管道對中裝置的中心通孔一塊光學玻璃上形成光點，判斷陽模與工藝孔同軸狀態，如X軸向不一致時， 控制液壓頂將V形輔助支撐上升，使支撐上動輪組將超級管道頂起，超級管道離開主、副支撐座，通過動輪可以帶動超級管道旋轉，待旋轉到指定位置時，降下V形輔助支撐；如Y徑向不一致時，通過控制陽模運動和回位裝置調整Y徑向，使光點處于光學玻璃上中心部位，并將該位置鎖定和記憶；將陽模對中裝置取下，將陰模對中檢測工裝和陰模固成一體，將陰模放在超級管道上工藝孔位置，這時陽模的激光束穿過陰模對中檢測工裝的中心通孔，在陰模對中檢測工裝的一塊光學玻璃上形成光點，通過光點調整陰模前、后和左、右位置，使光點處于陰模標尺中心部位，并進行陰模輔助標識工作，完成陰模與管道工藝孔對中調整；3)靜態水平對中調整完成后，將陽模退出超級管道，并將工藝孔處沖壓部位進行加熱處理，加熱完成后，陽模運動和回位裝置將陽模回位到鎖定位置。此時壓力機面對超級管道上的陰模施壓200士 10t，當超級管道主支撐受力下降時，液壓缸的壓力將增加，這時超級管道主支撐內的壓力檢測單元將檢測數據傳輸給計算機，計算機通過與靜態平衡時液壓缸的壓力比較，反饋控制液壓回路，改變比例閥降低液壓回路的壓力，使液壓回路的壓力與靜態平衡時壓力值相同；同時超級管道主支撐內的位移檢測單元將檢測數據傳輸給計算機；在控制主支撐的同時，計算機將副支撐——超級管道副支撐內的位移檢測數據讀入，并不斷的與超級管道主支撐的位移檢測數據進行比較，如果有差值就反饋控制超級管道副支撐的液壓回路，使副支撐上升或下降，跟蹤保持主支撐位移尺寸，達到主、副支撐的動態平衡；通過與主支撐靜態平衡時液壓壓力比較以及不斷的與超級管道主支撐座的位移進行比較，自動跟蹤保持副支撐與主支撐位移相同以及主支撐的壓力恒定，達到主、副支撐在壓模成形過程中的動態平衡；4)當超級管道和管道主、副支撐座受力下降到規定位置時，液壓系統停止，并保持此時位置不變，超級管道的管嘴壓模成形；5)壓力機的工作基面再次回壓超級管道上的陽模頂端，保持恒定壓力；管道主、副支撐座開始上升，給超級管道施加的頂力，由于陽模的上端被壓力機壓住，陽模與超級管道摩擦力被管道主、副支撐座頂力所克服，最終將陽模從超級管道的成形孔中脫離，完成超級管道管嘴成形后的脫模工作。
全文摘要
本發明涉及一種超級管道管嘴成形過程中動態水平狀態和平衡跟隨控制方法。具體步驟為主、副支撐通過液壓系統將超級管道升高到設定位置；調整X軸向、Y徑向，并鎖定和記憶；陽模和陰模經加熱處理精確回位；壓力機對陰模施壓，通過與靜態平衡時壓力及管道主支撐座的位移進行比較，自動跟蹤保持副支撐與主支撐位移相同以及主支撐的壓力恒定，達到主、副支撐在壓模成形過程中的動態平衡。通過回壓陽模及管道主、副支撐頂力完成管嘴脫模。采用本發明能實現超級管道管嘴成形過程中動態水平狀態和平衡跟隨，及出模過程中頂力的施加和平衡狀態的自動調整，確保每個管嘴熱擠壓后相對位置保持不變，能生產出合格的核電主蒸汽超級管道管嘴。
文檔編號B21D31/00GK102527828SQ20111044449
公開日2012年7月4日 申請日期2011年12月26日 優先權日2011年12月26日
發明者何有斌, 劉長安, 吳東, 孫惟策, 張捷, 李佐雄, 熊偉, 熊武, 許治國, 黃麗秋, 黃永強 申請人:武漢重工鑄鍛有限責任公司