檀金海

（齊齊哈爾斯潘塞重工裝備公司，黑龍江齊齊哈爾161002）

1 引 言

伴隨工業(yè)的迅速發(fā)展，各行業(yè)對產(chǎn)品質(zhì)量要求普遍提高。鋼材預(yù)處理行業(yè)也迅猛發(fā)展起來，鋼材預(yù)處理線已成為許多企業(yè)必備的設(shè)備。目前國內(nèi)預(yù)處理線的最快工作速度為6m/min。所采用的上料裝置均是天車或者電動葫蘆懸掛電磁鐵吸附單張鋼板, 然后通過橫移將鋼板放在鋼材預(yù)處理線的上料輥道上。這兩種上料系統(tǒng)配合6m/min 的工作速度已經(jīng)是捉襟見肘，而且投入費用較大，得不償失。而且電磁鐵吸附鋼板還存在分張困難的問題，也嚴重影響上料效率。目前鋼材預(yù)處理線6m/min 的處理速度已不能與時俱進，為提高生產(chǎn)效率，我公司自主研發(fā)了高速薄板預(yù)處理生產(chǎn)線，工作速度能達到10～12m/min，處理效率提高一倍。但伴隨而來的是預(yù)處理線的上料問題，如果上料系統(tǒng)跟不上工作速度，則工作速度再快也是無法提高加工效率。為此我們研發(fā)了一種新型的上料系統(tǒng)，采用空氣吸盤分張，解決了磁鐵分張困難的問題。鋼板推送車與夾送輥配合，使部分上料節(jié)拍時間重合，保證鋼板不間斷輸送至上料輥道。天車上一次料可供生產(chǎn)線運行1h，且天車可以在1h 之內(nèi)隨時給生產(chǎn)線上料備用，對天車的使用更加合理。

2 上料系統(tǒng)工作原理及功能實現(xiàn)

2.1 工作原理

鋼板推送車停止在板尾位置，鋼板分張系統(tǒng)將板尾分張，卡爪推送裝置將卡爪前送，到位后卡爪卡緊，鋼板分張系統(tǒng)松開，鋼板輸送車向前推送1m 進入夾送輥，卡爪松開，夾送輥落下夾送鋼板，同時鋼板推送車回到原來位置，繼續(xù)分張、卡緊，進入下一循環(huán)。

2.2 結(jié)構(gòu)組成

該上料系統(tǒng)主要由夾送輥、鋼板分張系統(tǒng)、卡板卡爪、鋼板推送車，鋼板升降架等組成（如圖1 所示）。

圖1

2.2.1 夾送輥［1］

主要用于將鋼板推送車送來的鋼板繼續(xù)向前輸送。以往夾送輥主要存在的問題為輸送鋼板跑偏以及上夾送輥落下時不同步。此次進行了以下優(yōu)化：

（1）上下夾送輥輥面均采用精加工而成。使上下夾送輥合攏時間隙保持一致。

（2）采用雙側(cè)氣缸驅(qū)動，齒輪齒條負責(zé)同步。由電機驅(qū)動絲杠可以很好地保證同步問題，也能提供輸送的鋼板正壓力，實現(xiàn)輸送。但是柔性差，容易損害絲杠。目前采用雙氣缸或液壓缸驅(qū)動，并且由一根通軸，穿過上夾送輥兩端的軸承座，并且在通軸兩端裝有齒輪，齒輪沿著安裝在導(dǎo)向框架的齒條上運動，很好地解決了同步的問題。但液壓系統(tǒng)相對氣動系統(tǒng)價格成本太高，所以通過氣缸帶動齒輪齒條傳動，即節(jié)約了成本，又實現(xiàn)了功能。

2.2.2 機架

用于鋼板推送車在其上面運動，由于不同板長，推送車需要在任意的某一位置做較精的往復(fù)運動，所以采用齒輪齒條傳動，重復(fù)精度高。

2.3.3 鋼板升降架

用于將一垛鋼板的最上面一張平穩(wěn)送至標(biāo)準高度，以實現(xiàn)鋼板在變形量很小的情況下向前輸送，減少夾送輥對鋼板造成塑性變形的可能性。升降架可由剪叉式液壓升降平臺、四個螺桿升降機以及兩個液壓缸加導(dǎo)柱驅(qū)動一個平臺升降實現(xiàn)。剪叉式液壓升降平臺能保證同步性，運行平穩(wěn)，但是造價很高。螺旋升降機通過傘齒輪箱過渡連接，也可保證同步，但是在天車上料時對螺桿會有沖擊，容易損壞螺桿。由于鋼板推送車對于標(biāo)準高度要求不是很高，且雙液壓缸加導(dǎo)柱結(jié)構(gòu)并配合同步閥，同步精度能達到（3～5）mm/100mm，能夠滿足要求。并且落料平臺與油缸桿鉸接，無論在落料時還是在升降時都不會對缸桿造成損壞,成本較低。

2.2.4 鋼板分張系統(tǒng)［2］

用于把整垛鋼板在板尾處分張，方便鋼板推送車進行單張輸送。橫梁上裝有多個空氣吸盤，空氣吸盤與橫梁鉸接，因為鋼板分張時需要將板尾提高一定高度，方便卡板卡爪伸入，所以鉸接可以防止空氣吸盤的導(dǎo)桿損壞。吸盤的導(dǎo)套上下均設(shè)有彈簧，下側(cè)彈簧的作用是在吸盤與鋼板接觸時有一定的緩沖行程。上側(cè)彈簧作用是在吸盤放氣的時候能使吸盤迅速脫離鋼板，并彈開一定距離。吸盤分張解決了以往電磁鐵分張困難的問題，同時吸盤的結(jié)構(gòu)形式也解決了剛性連接時吸盤導(dǎo)桿容易損壞的問題。橫梁兩端裝有直線導(dǎo)軌，橫梁中間由一鉸接的絲杠升降機驅(qū)動上下運動，重復(fù)精度高，如圖2 所示。

圖2

2.2.5 卡板卡爪系統(tǒng)

主要用于實現(xiàn)卡住分張系統(tǒng)吸起的板尾。橫梁上裝有多個卡爪，卡爪固定在一個通軸上，由氣缸驅(qū)動通軸旋轉(zhuǎn)，以實現(xiàn)卡爪的卡緊功能，解決了鋼板推送時鋼板跑偏問題。橫梁兩端設(shè)有直線導(dǎo)軌導(dǎo)向，并由兩個氣缸驅(qū)動橫梁帶動卡爪前進后退，以實現(xiàn)卡爪的前后往復(fù)運動，如圖3 所示。

2.2.6 鋼板推送車

主要用于鋼板向前推送至夾送輥,并且用于安裝鋼板分張系統(tǒng)以及卡板卡爪系統(tǒng)。由于鋼板向前推送，推送車需要提供的動力要大于鋼板與鋼板之間的摩擦力，所以需要車的自重較大，如果用減速機直接驅(qū)動車輪轉(zhuǎn)動提供動力，也可能存在打滑現(xiàn)象，造成重復(fù)精度不高，對整個設(shè)備運行的穩(wěn)定性造成影響。所以采用齒輪齒條傳動，可以解決以上問題。

圖3

3 結(jié) 語

我公司自主研發(fā)了鐵路行業(yè)內(nèi)首條高速薄板預(yù)處理生產(chǎn)線，并改造了與之配合的薄板高速上料系統(tǒng)，氣缸配合直線導(dǎo)軌滑塊驅(qū)動，運行平穩(wěn)，響應(yīng)快，重復(fù)精度高。空氣吸盤分張，運行穩(wěn)定、效率高。此系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單，運行穩(wěn)定，選型經(jīng)濟。目前已經(jīng)很好地滿足了高速的鋼板預(yù)處理線的上料要求。大大提高了生產(chǎn)效率，節(jié)約了勞動力。同時也為用戶大大節(jié)省了成本。

［1］ 胡宗武，徐履冰，石來德.非標(biāo)準機械設(shè)備設(shè)計手冊［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2009.

［2］ 成大先.機械設(shè)計手冊［M］.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2008.