随着国内外轧制技术的不断发展和应用,热轧滑轮成为一种新型的轧制产品应用于市场。热轧滑轮的制造采用特殊工艺在圆形中厚钢板上轧出绳槽,热轧技术轧制出的滑轮具有重量轻,安装方便,耐磨损,可以延长滑轮和钢丝绳的寿命等优点,满足,节能,经济的原则。下图是热轧滑轮,材料选用20钢。
根据JG/T5078.11996标准,热轧滑轮的尺寸:滑轮绳槽底直径D0为中120~1400mm,滑轮外径D1为中160~1550mm,槽宽W为20~94mm,槽高E为3~10mm。轮毂焊接而成,与轴承连接,绳槽热轧成形。
热轧机的工艺要求
热轧滑轮的轧制原理:在旋转的圆形钢板上用喷枪将钢板边缘均匀加热,使钢板边缘发生塑性变形,达到一定温度后由滚压轮施压,轧制出滑轮绳槽。这种工艺减少了焊接,避免了绳槽的焊接变形,加工精度高。本轧机应满足制造不同规格和产品要求的滑轮,优化热轧过程的工艺参数,以及控制产品性能。其要求主要包括:
- 设备应具有足够的强度和刚度,结构紧凑,便于操作,提高系数;
- 自动控制系统应地控制轧制过程,采用数字化控制技术,保证轧制质量;
- 采用传感器检测轧制过程中的参数;
- 配备润滑系统,降低轧制能量和金属损耗,提高轧制能力和效率;
- 配备冷却系统,降低轧制时机床主轴和毛坯芯轴的温升,延长设备寿命。
滑轮热轧机的结构设计
滑轮热轧机为立式,传动系统和工作部分都设置在一个基座上,结构紧凑。由电机,主传动系统,主机架,液压机构,支撑机构,轧制成形机构等系统组成,轧机的结构如图2。
(1)液压机构;(2)滚压轮的支律结构;(3)挡板机构;(4)工件;(5)轧辊(6);(7)油压机构;(8)加热机构;(9)机架;(10)液压控制系统
主电机选用变频调速三相异步电动机,电机功率30kW,工件加热到900℃,通过液压控制系统驱动轧辊轧制,为了保证滑轮的轮缘结构符合国家尺寸标准要求,设计有挡板机构3。轧制结束后,油压泵7开启,上升工件处,卸料,然后下降移走滑轮。滚压轮材料选用35CMnSi,保证有高硬度和高强度。
设置了两个轧辊,目的之一是减轻主轴的压力,轧制力相互抵消可减少夹持芯轴的变形,提高生产率。之二是更好地支撑滑轮,保持滑轮的平衡,使滑轮受力均匀。
机架9用Q23结构钢板焊接。罩框底部安有集水槽,轧制过程中水液通过排水管回集水槽。罩框前采用带玻璃窗的推拉门,既可防止冷却水外溅,又便于装卸零件及监控淬火过程。制作精良,外形美观,推拉轻便。轧制过程采用PLC编程控制,实现自动化设计,完成热轧机的自动操作和控制。由于轧制过程中机床的主轴和毛坯芯轴都会升温,增加了冷却系统。
轧机轧制操作流程
轧制操作流程如图。设计中考虑到各方面的影响因素,提出了以下操作注意事项:
- 喷水时,喷水孔喷出的水集中在一点,且喷水孔沿圆周方向向后倾斜15°,不会形成淬火液的反弹,提高了淬火冷却的强度和均匀性。
- 通过液压控制系统驱动进给机构,控制进给速度,在滑轮内侧有压力传感器,当实际压力超过设定值时,液压系统能自动停止工作。
轧机轧制操作流程简图
轧制参数的检测和控制系统的设计
为了研究在轧制过程中工艺参数对材料变形的影响,需要测量轧制过程中的力学参数。作用在轧辊上的轧制力可分为径向力和轴向力。设计过程中,在滑轮滚压轮内部安装压力传感器,在主轴上端装速度传感器和扭矩传感器,在轧制工件边缘装温度传感器,实测力学性能和温度参数,并研究其对轧制成形的影响。为了便于数据的采集和处理,设计了一套数据采集系统。该系统采集压力、速度及扭矩数据,并将采集到的参数记录和存储下来。主要由传感器,信号放大电路,A/D转换电路、单片机系统及显示屏,键盘等组成。实现压力,速度,扭矩的采集,数据的传送通信,人机交互功能。
控制系统原理
总结
轧机结构设计新颖,造价适中,操作简单,可靠,并且采用数控编程技术,实现自动化设计。解决了实际工作中人为操作的问题,具有很高的应用价值和广阔的市场前景。