近代臥式不銹鋼管擠壓機(jī)新結(jié)構(gòu)列舉如下:
1. 四柱式框架結(jié)構(gòu)
不銹鋼管臥式擠壓機(jī)有3柱式和4柱式之分。老式的臥式擠壓機(jī)以3柱式居多。3柱式擠壓機(jī)又有正三角“Δ”和倒三角“V”之分。近代臥式擠壓機(jī)都已采用4柱式結(jié)構(gòu)。
不銹鋼管臥式擠壓機(jī)的工作原理是,由后梁上的主缸產(chǎn)生的擠壓力,通過(guò)擠壓桿,擠壓墊作用在高溫坯料上。除了擠壓坯料通過(guò)擠壓模實(shí)現(xiàn)制品變形消耗的擠壓力之外,主要的擠壓力通過(guò)模墊、模座、模架作用在前梁上。擠壓過(guò)程的諸作用力實(shí)際上是一個(gè)由前梁、后梁和4根張力柱組成的立體的封閉力系。采用4立柱框架式結(jié)構(gòu)的擠壓機(jī),使得擠壓時(shí)封閉力系更加剛性,更加穩(wěn)定。除了有利于擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量提高之外,也有利于擠壓機(jī)各種輔機(jī)的合理布置,有利于實(shí)現(xiàn)擠壓操作周期的自動(dòng)化。
2. 預(yù)應(yīng)力張力柱固定螺帽
4根張力柱通過(guò)16只大螺帽固定在前后橫梁上,形成擠壓機(jī)的框架結(jié)構(gòu),這是擠壓機(jī)的根本。在安裝時(shí),通過(guò)16只大螺帽的安裝和調(diào)整,要求嚴(yán)格達(dá)到前后橫梁的中心線和4根張力柱的中心線保持等距離的平行,形成擠壓中心線的基礎(chǔ)。大螺帽安裝調(diào)整后必須緊固。老式擠壓機(jī)的大螺帽采用止推螺紋結(jié)構(gòu)熱裝工藝,這為中心線的調(diào)整帶來(lái)困難。近代臥式擠壓機(jī)采用預(yù)應(yīng)力張力柱固定的超級(jí)螺帽。其在大螺帽的周圍布置8~10只小螺帽,用于4根張力柱中心線調(diào)整時(shí)的微調(diào)。通過(guò)微調(diào)小螺帽隨時(shí)可以進(jìn)行中心線的調(diào)整。
3. 多缸組合結(jié)構(gòu)
近代的大型擠壓機(jī)普遍采用多缸結(jié)構(gòu),采用套缸式或例缸式的組合,實(shí)現(xiàn)多壓力等級(jí)的擠壓工藝,擴(kuò)大了擠壓產(chǎn)品的規(guī)格范圍。
4. 多擠壓簡(jiǎn)的回轉(zhuǎn)框架結(jié)構(gòu)
雙擠壓筒的回轉(zhuǎn)框架結(jié)構(gòu)使擠壓工序的周期時(shí)間縮短,并且部分輔助工序可以在擠壓機(jī)中心線之外進(jìn)行。改善了擠壓芯棒和擠壓筒內(nèi)襯的清理和冷卻條件。
5. 2~4工位的旋轉(zhuǎn)模架結(jié)構(gòu)
2~4工位的旋轉(zhuǎn)模架結(jié)構(gòu),可以采用幾個(gè)模子為一組輪流作業(yè),以便于擠壓模的冷卻、清理、檢查、修理、更換連續(xù)作業(yè)線的工作。
6. 內(nèi)置式獨(dú)立穿孔芯棒系統(tǒng)結(jié)構(gòu)
內(nèi)置式獨(dú)立穿孔系統(tǒng)使擠壓芯棒的移動(dòng)不依賴于擠壓桿并可在擠壓過(guò)程的間隙時(shí)間調(diào)整、旋轉(zhuǎn)和冷卻擠壓芯棒。也可以進(jìn)行固定針擠壓、浮動(dòng)針擠壓或隨動(dòng)針擠壓工藝。
7. 玻璃墊的自動(dòng)放置裝置
擠壓前,通過(guò)專門的機(jī)械裝置將玻璃制潤(rùn)滑墊自動(dòng)送入擠壓中心線并貼敷在擠壓模上,以潤(rùn)滑擠壓模(法國(guó)專利)。
8. 往芯棒上涂敷糊狀潤(rùn)滑劑的自動(dòng)化裝置
在一些特殊材料的擠壓過(guò)程中,為了提高芯棒的使用壽命,需要將特制的糊狀潤(rùn)滑劑涂敷在擠壓芯棒的表面上。近代擠壓機(jī)已有這種自動(dòng)操作的專門裝置。
9. 防止擠壓機(jī)動(dòng)梁滑軌磨損裝置
由于擠壓過(guò)程中使用粉狀玻璃潤(rùn)滑劑、玻璃粉塵分散落在擠壓機(jī)動(dòng)梁的滑軌上,引起滑軌的磨損?,F(xiàn)代擠壓機(jī)設(shè)置有防止滑軌磨損的裝置。而采用高壓水噴淋仍不失為是有效的方法之一。
10. 接受未完成擠壓工序的坯料的裝置
11. 擠壓筒內(nèi)襯的冷卻和清理的裝置
12. 根據(jù)擠壓工藝的要求,完成擠壓制品模前鋸或模后鋸的裝置
13. 擠壓筒和擠壓桿固定的液壓鎖緊裝置
實(shí)現(xiàn)快速更換擠壓筒和擠壓桿的自動(dòng)化操作。
14. 擠壓芯棒的自動(dòng)化快速更換裝置
實(shí)現(xiàn)擠壓芯棒的快速更換機(jī)械化和自動(dòng)化操作。
15. 擠壓墊和剪切環(huán)的自動(dòng)循環(huán)使用裝置
實(shí)現(xiàn)擠壓墊、剪切環(huán)的冷卻、清理和更換以及循環(huán)使用的自動(dòng)化操作。
16. 擠壓機(jī)穿孔針的冷卻系統(tǒng)的自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置
實(shí)現(xiàn)穿孔針冷卻周期、冷卻程度的自動(dòng)化調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換操作。
17. 擠壓時(shí)穿孔針的旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
用于擠壓管材和非圓斷面異形材時(shí),穿孔針與異形模相對(duì)位置的正確和快速調(diào)整,有利于周期斷面管材的擠壓以及便于涂敷潤(rùn)滑劑。
18. 擠壓中心線的自動(dòng)調(diào)整與檢測(cè)
19. 擠壓過(guò)程中的擠壓力、擠壓速度、擠壓溫度的自動(dòng)測(cè)量裝置
擠壓過(guò)程中,為了達(dá)到擠壓速度變化的連續(xù)性和擠壓溫度盡可能地保持恒定,應(yīng)將擠壓條件(壓力、速度、溫度)作為擠壓制品的長(zhǎng)度的函數(shù)進(jìn)行全程的測(cè)量和檢控。
這一工作有利于擠壓工藝的合理編制,擠壓產(chǎn)品質(zhì)量的提高和擠壓機(jī)生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮。測(cè)定擠壓力、擠壓速度、擠壓溫度的原理如下:
a. 擠壓力的測(cè)定
擠壓機(jī)工作壓力的測(cè)定借助于壓敏元件、溫度補(bǔ)償元件、壓頭、保護(hù)套等組成的測(cè)壓裝置來(lái)進(jìn)行。壓敏元件與溫度補(bǔ)償元件組成壓敏元件半波電橋,與一個(gè)載波放大器相連,其輸出電壓為壓頭壓力的變量。再將此電壓連接到回線示波器,即可測(cè)得并記錄坯料在擠壓過(guò)程中的擠壓力變化。
b. 擠壓速度的測(cè)量
擠壓模出口處擠壓速度的測(cè)定程序一般由擠壓桿行程的測(cè)量和擠壓時(shí)間的測(cè)量?jī)刹糠纸M成。擠壓桿行程的測(cè)量采用分壓回路:滑線變阻器的滑動(dòng)接點(diǎn)通過(guò)示蹤器的軟線隨著擠壓桿一起運(yùn)動(dòng),產(chǎn)生的電壓變化而使得回線示波器的回線振蕩器發(fā)生指針偏轉(zhuǎn),其偏轉(zhuǎn)程度與移程相一致。擠壓時(shí)間的測(cè)定采用50Hz交流電壓連接于回線示波器的振蕩器,用這種方法在計(jì)時(shí)記錄器上記錄下時(shí)間標(biāo)記。在擠壓過(guò)程中,同時(shí)測(cè)得擠壓行程和時(shí)間兩個(gè)參數(shù)之后,即可以得到擠壓桿的瞬時(shí)平均速度。并以擠壓比(D/d)2計(jì)算出擠壓件的相應(yīng)速度(式中,D為擠壓筒內(nèi)徑,d為擠壓件直徑)。
c. 擠壓溫度的測(cè)定
測(cè)溫器的結(jié)構(gòu)及工作原理:該測(cè)溫儀器主要是采用了一個(gè)光電管作為測(cè)量元件,此光電管必須在其光譜靈敏度最大值與設(shè)定的溫度測(cè)量范圍的黑體輻射光譜強(qiáng)度分布的最大值之間具有盡可能好的一致性。采用鍺光電管最能滿足要求。光電管被嵌在一個(gè)銅塊里。光電管與發(fā)散光欄之間有一個(gè)紅外線濾波器,用于屏蔽輻射光譜的可見部分(吸收限0.76μm).發(fā)散光欄設(shè)置在安裝于擠壓機(jī)上后,光電管的入射面的幾何狀態(tài)能滿足對(duì)測(cè)溫的要求。擠壓制品溫度的測(cè)量必須在從擠壓模出口立即與擠出速度相一致的時(shí)間內(nèi)進(jìn)行。并且溫度的上升和下降同樣能產(chǎn)生反應(yīng),反應(yīng)時(shí)間不大于0.25ms,測(cè)溫點(diǎn)設(shè)置在距擠壓模約34cm處,通過(guò)擠壓機(jī)本體上的一個(gè)小窗口可以將測(cè)溫儀伸到離擠壓件表面預(yù)定的距離。最大測(cè)量直徑不大于5mm.為了消除擠壓制品表面上的玻璃潤(rùn)滑薄膜影響到測(cè)溫的準(zhǔn)確性,借助于設(shè)置在擠壓制品前端的一個(gè)硬質(zhì)合金刀片將玻璃薄膜從測(cè)點(diǎn)前刮除。
20. 擠壓機(jī)的計(jì)算機(jī)程序控制
不銹鋼管擠壓機(jī)主輔設(shè)備的自動(dòng)化包括以下幾方面:
a. 擠壓機(jī)的程序控制
擠壓機(jī)生產(chǎn)的最大靈活性取決于部件少、質(zhì)量盡可能好的結(jié)構(gòu),經(jīng)常可以更換規(guī)格等有利條件。此外,擠壓機(jī)的所有輔助設(shè)備均需根據(jù)今后工作的需要而加以調(diào)整。
這種擠壓機(jī)配有可自由編程的電子控制系統(tǒng),并且,還附有操作控制程序。
關(guān)于這種電子控制可以有幾種操作方法:
帶有連鎖的更換工具的操作開關(guān);控制擠壓機(jī)空運(yùn)轉(zhuǎn)的操作開關(guān)均不用按鈕結(jié)構(gòu)。擠壓機(jī)的主生產(chǎn)開關(guān)及所有各種必要的連鎖裝置和所有各種輔助裝置的手動(dòng)開關(guān)。
部分自動(dòng)化電路,其中有單個(gè)的自動(dòng)匯集站,余下部分可用手動(dòng)控制進(jìn)行。
整個(gè)設(shè)備用自動(dòng)化程序塊實(shí)現(xiàn)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程的自動(dòng)化。
從控制室的主控制臺(tái)上來(lái)接通并監(jiān)控設(shè)備的所有各個(gè)環(huán)節(jié)。
b. 使用工業(yè)機(jī)器人
工業(yè)機(jī)器人是自動(dòng)執(zhí)行工作的機(jī)器裝置,是依靠自身動(dòng)力和控制能力來(lái)實(shí)現(xiàn)各種功能的裝置。鋼管和型鋼熱擠壓作業(yè)使用工業(yè)機(jī)器人是由于高溫作業(yè)和部件繁重所提出的。在擠壓機(jī)組設(shè)備之間由人進(jìn)行操作是極端繁重而又危險(xiǎn)的。因此,必須尋找一種機(jī)器(機(jī)器人)能代替人來(lái)操作。
當(dāng)然,由于高溫與沉重的工作條件,即使是采用機(jī)器人,也會(huì)面臨著特殊的困難,但總比由人來(lái)操作要輕松和安全。
因此,必須把工業(yè)機(jī)器人設(shè)計(jì)成用于高溫工作范圍,特別是須把機(jī)器人設(shè)計(jì)成用于繁重的工作范圍,而且動(dòng)作準(zhǔn)確。
工業(yè)機(jī)器人應(yīng)具備以下特性:
在繁重的生產(chǎn)條件下,機(jī)器人動(dòng)作的準(zhǔn)確性且不許遭到損壞。特別是當(dāng)擠壓機(jī)裝料時(shí),對(duì)尺寸和位置的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性均有很高的要求,在許多情況下往往只能偏差幾毫米。
機(jī)器人影響經(jīng)濟(jì)效益的重大因素是它的靈活性。這種設(shè)備的程序,即操作的有效距離,運(yùn)動(dòng)過(guò)程和工作節(jié)奏等均須能以簡(jiǎn)單的方式加以調(diào)整和變化,以便使這種機(jī)器人完成預(yù)先規(guī)定的任務(wù)外還可令其做其他工作。這就要求具有干預(yù)機(jī)器人機(jī)構(gòu)的可能性,并可自由編程,以使任何一個(gè)并不具備這種高度發(fā)展的專門知識(shí)的人都能使用這種機(jī)器人。這種自由可編程,即是采用Teachin方法的自由可編程序。
機(jī)器人的智能化、模塊化和系統(tǒng)化發(fā)展,主要表現(xiàn)在以下幾方面:結(jié)構(gòu)的模塊化和可重構(gòu)化,控制技術(shù)的開放化,PC化和網(wǎng)絡(luò)化,伺服驅(qū)動(dòng)技術(shù)的數(shù)字化和分散化,傳感器融合技術(shù)的實(shí)用化,工作環(huán)境設(shè)計(jì)的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)化和智能化。
采用工業(yè)機(jī)器人,不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,而且對(duì)保障人身安全,改善勞動(dòng)環(huán)境,減輕勞動(dòng)強(qiáng)度,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,節(jié)約原材料消耗以及降低生產(chǎn)成本有著重要意義。