李建為,楊毅勇,孟浩然,王允中
(濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司,山東 濟(jì)南 250022)
ZLW10型矯直機(jī)的設(shè)計(jì)及應(yīng)用
李建為,楊毅勇,孟浩然,王允中
(濟(jì)南鑄造鍛壓機(jī)械研究所有限公司,山東 濟(jì)南 250022)
介紹了一種矯直機(jī),用于U型梁在輥壓生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)側(cè)彎、翹曲、扭曲等缺陷時(shí)的矯直。該矯直機(jī)具有精確的量化調(diào)節(jié)能力,可實(shí)現(xiàn)針對(duì)U型梁的自動(dòng)矯形功能。
矯直機(jī);數(shù)控輥型;U型梁;缺陷
U型梁是一類(lèi)經(jīng)濟(jì)高效的型材,廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、橋梁建筑、鐵路、石油化工、汽車(chē)等行業(yè)。目前U型梁的生產(chǎn)大多采用高強(qiáng)度板經(jīng)輥壓成型,成型過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)產(chǎn)品缺陷。隨著U型梁生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大以及用戶(hù)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求的提高,作為U型梁生產(chǎn)最后一道精整工序的矯直技術(shù)在U型梁生產(chǎn)中的作用越來(lái)越重要。本文對(duì)我公司生產(chǎn)的ZLW10型矯直機(jī)的工作原理及其特點(diǎn)進(jìn)行了介紹。
ZLW10型矯直機(jī)是我公司數(shù)控輥型生產(chǎn)線[1]中的一個(gè)組成設(shè)備。該型矯直機(jī)具有針對(duì)不同規(guī)格U型梁的自動(dòng)精整矯形功能,能夠?qū)崿F(xiàn)針對(duì)腹面寬度160 mm~360mm、翼高50 mm~110mm、厚度5 mm~10mm范圍內(nèi)的U型梁的矯形功能。該型矯直機(jī)主要由固定底座、外框架、滑塊、轉(zhuǎn)盤(pán)、前后支撐架、成型輥以及8個(gè)獨(dú)立的配有旋轉(zhuǎn)編碼器的驅(qū)動(dòng)調(diào)節(jié)電機(jī)等部件組成。該機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)U型梁在生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的側(cè)彎、翹曲、扭曲等缺陷的矯形工作,還能夠通過(guò)水平方向和豎直方向的移動(dòng)來(lái)調(diào)節(jié)與之配套的前后設(shè)備之間的位置關(guān)系。該型矯直機(jī)真正實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)矯形、一機(jī)多用的功能,為客戶(hù)最大程度地節(jié)省了設(shè)備調(diào)試時(shí)間和設(shè)備生產(chǎn)成本,并實(shí)現(xiàn)了U型梁生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。
根據(jù)U型梁成形工藝,在由板料經(jīng)過(guò)輥壓成型機(jī)組逐漸彎曲變形成形過(guò)程中,存在彎曲變形產(chǎn)生的應(yīng)力與板帶中存在的殘余應(yīng)力相結(jié)合的現(xiàn)象,使板帶偏離成形線[2],從而出現(xiàn)U型梁生產(chǎn)過(guò)程中的側(cè)彎、翹曲、扭曲等缺陷。針對(duì)這些缺陷,ZLW10型矯直機(jī)分別設(shè)置了可調(diào)節(jié)的滑塊、轉(zhuǎn)盤(pán)、前后支撐架、矯直輥等部件用于完成U型梁的矯形工作。如圖1、2、3所示為ZLW10型矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖1 ZLW10型矯直機(jī)進(jìn)料端
圖2 ZLW10型矯直機(jī)出料端
型材矯直的基本原則為:(1)對(duì)于具有側(cè)彎、翹曲等缺陷的型材,通過(guò)矯直機(jī)構(gòu)沿相反方向施加足夠的壓力,使其產(chǎn)生永久變形,如果沿相反方向的變形量合適,那么回彈之后,型材就能被完全矯直;(2)對(duì)于型材在某個(gè)方向產(chǎn)生的扭曲變形,矯直機(jī)構(gòu)必須沿相反方向旋轉(zhuǎn)型材,從而產(chǎn)生永久的塑形變形,如果旋轉(zhuǎn)角度合適,則回彈之后,型材將不再扭曲[2,3]。
ZLW10型矯直機(jī)整機(jī)安裝于固定底座上,底座通過(guò)地腳螺栓和調(diào)平墊塊固定于地基基礎(chǔ)上,在固定底座上安裝有兩個(gè)橫向?qū)к?,該?dǎo)軌可使外框架在電機(jī)和螺桿的作用下橫向移動(dòng),用于保證U型梁順利進(jìn)入矯直機(jī),也能夠方便調(diào)節(jié)矯直機(jī)與輥壓成型機(jī)組左右方向過(guò)料中心線的一致性。
圖3 ZLW10型矯直機(jī)側(cè)端
外框架用于支撐整個(gè)工作部位,在框架的兩側(cè)各有一個(gè)豎向?qū)к?,該?dǎo)軌可使滑塊在電機(jī)和螺桿的作用下上下移動(dòng),用于保證U型梁從輥壓成型機(jī)組出來(lái)后能夠順利進(jìn)入矯直機(jī),也能夠通過(guò)調(diào)節(jié)高度使矯直機(jī)與輥壓成型機(jī)組在豎直方向上過(guò)料高度的一致性。
滑塊用于支撐整個(gè)矯直工作部位,在滑塊中間加工有圓形孔,用于轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)。轉(zhuǎn)盤(pán)通過(guò)電機(jī)和螺桿的作用,可在滑塊上轉(zhuǎn)動(dòng)。轉(zhuǎn)盤(pán)的轉(zhuǎn)動(dòng)帶動(dòng)安裝于其上的前后矯形輥發(fā)生偏轉(zhuǎn),用于實(shí)現(xiàn)對(duì)U型梁的扭曲缺陷進(jìn)行矯形。
進(jìn)料端的橫輥和上立輥通過(guò)電機(jī)帶動(dòng)絲杠來(lái)調(diào)節(jié)開(kāi)口距離,用于不同寬度規(guī)格U型梁的矯形。立輥微調(diào)電機(jī)通過(guò)螺桿調(diào)節(jié)立輥和橫輥之間的間距,用于不同厚度規(guī)格的U型梁通過(guò)。通過(guò)調(diào)節(jié)立輥和橫輥的間距實(shí)現(xiàn)對(duì)U型梁側(cè)彎的矯形。
進(jìn)料端下立輥采用分片式,由三個(gè)立輥和剖分式墊片組成,可通過(guò)調(diào)節(jié)剖分式墊片的排列,改變?nèi)齻€(gè)立輥的間距,實(shí)現(xiàn)不同寬度U型梁的矯形。三個(gè)下立輥安裝于活動(dòng)輥?zhàn)?,該活?dòng)輥?zhàn)ㄟ^(guò)電機(jī)帶動(dòng)螺桿可上下移動(dòng),用以改變下立輥與上立輥的間距,以實(shí)現(xiàn)不同厚度規(guī)格的U型梁矯形。同時(shí)也可以通過(guò)調(diào)節(jié)下立輥與上立輥的間距使U型梁能夠順利通過(guò)。
出料端上立輥和下立輥也均由分片式立輥組成,中間安裝剖分式墊片。上下立輥軸間距固定,安裝于同一個(gè)活動(dòng)輥?zhàn)?,輥?zhàn)ㄟ^(guò)電機(jī)帶動(dòng)螺桿可上下移動(dòng)。通過(guò)進(jìn)料端立輥與出料端立輥的高度差來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)U型梁翹曲的矯形。
ZLW10型矯直機(jī)各調(diào)節(jié)電機(jī)均采用獨(dú)立控制程序,能夠?qū)崿F(xiàn)單獨(dú)動(dòng)作。每個(gè)電機(jī)均配有旋轉(zhuǎn)編碼器,用于記錄電機(jī)的工作狀況,根據(jù)電機(jī)的工作狀況通過(guò)編程計(jì)算進(jìn)而可得出各矯形輥的工作狀態(tài)。后期可再開(kāi)發(fā)出U型梁生產(chǎn)在線檢測(cè)[4]功能即可實(shí)現(xiàn)ZLW10型矯直機(jī)的在線自動(dòng)矯形。
本文介紹了我公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的ZLW10型矯直機(jī)的基本結(jié)構(gòu),以及對(duì)U型梁生產(chǎn)過(guò)程中出現(xiàn)的側(cè)彎、翹曲、扭曲等缺陷的矯直原理。根據(jù)湖北某用戶(hù)現(xiàn)場(chǎng)反饋,該型矯直機(jī)能夠很好地實(shí)現(xiàn)U型梁的矯型功能,大大提高工作效率,將原先由工人憑經(jīng)驗(yàn)調(diào)節(jié)矯形,轉(zhuǎn)變?yōu)榫_的量化調(diào)節(jié)。同時(shí),該型矯直機(jī)配合我公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)的數(shù)控輥型生產(chǎn)線,即能夠?qū)崿F(xiàn)各型號(hào)U型梁的自動(dòng)化生產(chǎn)。
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The design and application of ZLW10 type straightening machine
LI Jianwei,YANG Yiyong,MENG Haoran,WANG Yunzhong
(Jinan Foundry&Metalforming Machinery Research Institute Co.,Ltd.,Jinan 250306,Shandong China)
A new kind of straightening machine for U beam has been introduced in the text,which deals with lateral bending,warping,distortion in the rolling production process.It has accurate quantitative adjustment capacity,which can automatically straighten the U beam.
CNC rollforming line;Straightening machine;Straightening for defects of U beam
TG333.2+3
A
10.16316/j.issn.1672-0121.2016.01.024
1672-0121(2016)01-0083-02
2015-11-10;
2015-12-22
李建為(1984-),男,助理工程師,從事鍛壓機(jī)械設(shè)計(jì)研發(fā)。E-mail:zhumentreni@163.com