谷興海，習(xí) 杰，李小兵，唐 宇

(1.新興河北工程技術(shù)有限公司，河北邯鄲市 056017；2.黃石新興管業(yè)有限公司，湖北黃石市 435005)

新型縱擺式接管機(jī)的研發(fā)

谷興海1，習(xí) 杰1，李小兵2，唐 宇2

(1.新興河北工程技術(shù)有限公司，河北邯鄲市 056017；2.黃石新興管業(yè)有限公司，湖北黃石市 435005)

簡(jiǎn)述了與高效離心機(jī)配套的新型縱擺式接管機(jī)的設(shè)計(jì)方案、工作原理以及設(shè)備主要構(gòu)成。該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，運(yùn)動(dòng)部件少，系統(tǒng)剛度好，可靠性高。該設(shè)備的成功開(kāi)發(fā)，滿足了本公司鑄管生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大和提升澆注速度的要求；完善了本公司水冷金屬型高效離心機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備的開(kāi)發(fā)。

縱擺式接管機(jī)；離心鑄管機(jī)；ADAMS

1 鑄管接管機(jī)應(yīng)用現(xiàn)狀

目前，常用的重型管子接管裝置按有無(wú)驅(qū)動(dòng)力可分為無(wú)驅(qū)動(dòng)方式和有驅(qū)動(dòng)方式兩種，按空間擺動(dòng)方式分橫擺式和縱擺式兩種。橫擺式接管裝置，即接管臂在水平方向擺動(dòng)，適用于兩工位鑄管離心機(jī)（此時(shí)，拔管裝置是靜止的，稱拔管鉗），一般布置在離心機(jī)的右側(cè)。離心機(jī)澆注管子時(shí)，接管裝置被撞離原工作位置；拔管時(shí)，在拉簧拉力作用下擺回接管，如文獻(xiàn)[1]P103所示。

對(duì)于新型三工位高效離心機(jī)[2]（拔管裝置是運(yùn)動(dòng)的，稱拔管小車(chē)），如果采用上述方式，拔管小車(chē)可能會(huì)被撞離運(yùn)動(dòng)軌跡，于是開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)了縱擺式接管裝置，即接管臂在垂直縱向方向擺動(dòng)。原設(shè)計(jì)的縱擺式接管裝置有兩個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，一個(gè)用于擺動(dòng)整個(gè)接管裝置，以連接拔管工位和無(wú)驅(qū)動(dòng)運(yùn)管架，同時(shí)使接管臂給拔管小車(chē)讓位；另一個(gè)實(shí)現(xiàn)接管臂的擺動(dòng)，以避免整個(gè)接管裝置擺動(dòng)過(guò)程中與鑄管的干涉。實(shí)踐證明，這種方式有如下的不足：①需要兩臺(tái)液壓缸，分兩步、順序動(dòng)作，較繁瑣；②由于接管臂需要擺動(dòng)，故存在接管機(jī)系統(tǒng)剛度不足的毛病；③實(shí)踐中有接管機(jī)和拔管小車(chē)發(fā)生碰撞的現(xiàn)象；④調(diào)整高度時(shí)，需要卸下接管臂裝入墊塊，不方便。

2 設(shè)計(jì)方案及各部分組成

為了彌補(bǔ)上述不足，我們研發(fā)了新型縱擺式接管機(jī)。該接管機(jī)主要由固定滾輪、頭部支架、液壓缸等組成，如圖1所示。

2.1 工作原理

該新型縱擺式接管機(jī)大臂部分負(fù)責(zé)系統(tǒng)的支撐，直接影響系統(tǒng)的剛度；頭部支架和螺栓組配合使用，負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)接管高度，適應(yīng)不同規(guī)格鑄管；擺動(dòng)支架和復(fù)位彈簧形成力封閉結(jié)構(gòu)，當(dāng)接管機(jī)和鑄管接觸時(shí)，擺動(dòng)支架向下擺動(dòng)，彈簧被拉伸；當(dāng)擺動(dòng)支架擺過(guò)鑄管后，在彈簧的作用下復(fù)位，進(jìn)入接管工位。接管后，在擺動(dòng)液壓缸的作用下，將鑄管送入無(wú)驅(qū)動(dòng)運(yùn)管架上。同時(shí)讓開(kāi)拔管小車(chē)的位置，防止兩者發(fā)生干涉。

2.2 技術(shù)性能和設(shè)計(jì)參數(shù)

新型縱擺式接管機(jī)主要技術(shù)性能及設(shè)計(jì)參數(shù)見(jiàn)表1。

2.3 設(shè)計(jì)關(guān)鍵點(diǎn)說(shuō)明

新型縱擺式接管機(jī)設(shè)計(jì)的關(guān)鍵點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn)。

（1）彈簧剛度的選擇。彈簧剛度直接影響擺動(dòng)滾輪支架的響應(yīng)速度和接管的可靠性。剛度設(shè)計(jì)大一些，有利于提高擺動(dòng)滾輪支架的響應(yīng)速度，縮短輔助工序的時(shí)間；但如果剛度設(shè)計(jì)過(guò)大，會(huì)影響接管柔性，降低接管的穩(wěn)定性。借助ADAMS軟件，建立仿真模型，通過(guò)添加旋轉(zhuǎn)副、接觸以及彈簧力等方式建立縱擺式接管機(jī)機(jī)械仿真系統(tǒng)，確定系統(tǒng)合適的彈簧剛度，避免復(fù)雜繁瑣計(jì)算。

圖2所示為彈簧力的仿真結(jié)果，其中，0.0～1.8s階段為接管機(jī)擺動(dòng)接管階段，彈簧主要克服擺臂的慣性力；1.8～2.5s階段為擺動(dòng)支架和鑄管接觸，彈簧處于拉伸狀態(tài)，彈簧力不斷增加；2.5～3.0s階段為擺動(dòng)支架在彈簧恢復(fù)力的作用下回?cái)[接管階段。

（2）擺動(dòng)支架與鑄管接觸的弧線。為了提高系統(tǒng)的響應(yīng)速度，設(shè)計(jì)擺動(dòng)支架盡可能的輕巧、緊湊。同時(shí)，擺動(dòng)支架與鑄管接觸部分設(shè)計(jì)成弧線，以減小剛性接觸，提高系統(tǒng)的可靠性。

3 結(jié)束語(yǔ)

該新型縱擺式接管機(jī)采用復(fù)位彈簧結(jié)構(gòu)代替一組液壓缸，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、系統(tǒng)剛度大，可靠性高。采用螺栓組調(diào)節(jié)接管高度，安裝調(diào)試方便。

該接管裝置已在黃石新興鑄管股份有限公司投入使用，整機(jī)運(yùn)行穩(wěn)定可靠，設(shè)備各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到或超過(guò)了設(shè)計(jì)要求，產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。

[1]范英俊.離心球墨鑄鐵管工藝及裝備[M].北京：中國(guó)科學(xué)技術(shù)出版社，2001.

[2]李九獅，李軍，習(xí)杰.水冷金屬型小口徑離心鑄管機(jī)的高效化設(shè)計(jì)[J].特種鑄造及有色合金,2011.

Development of a New Vertical Pipe Machine

GU XingHai1,XI Jie1,LI XiaoBing2,TANG Yu2
(1.Xinxing Hebei Engineering Technology Co.Ltd.,Handan 056017,Hebei China;2.Huangshi Xinxing Pipes Co.Ltd.,Huangshi 435005,Hubei China)

The design of a new vertical pipe machine and its work principle and equipment have been briefly introduced.The machine is of a success of simple structure,less moving parts,stiffness with good reliability.Such success has met the need of the company to expand production scale and improve the speed of casting pouring with a comlete line of centrifugal cast pipe machine.

Vertical pipe machine;Centrifugal cast pipe machine;ADAMS

TG233;

B；

1006－9658（2012）02－0033-2

2012－01－29

稿件編號(hào)：1201－008

谷興海（1984-），男，助理工程師，主要從事鑄管裝備的研發(fā)以及接口設(shè)計(jì)等