近代臥式不銹鋼管擠壓機新結(jié)構列舉如下:
1. 四柱式框架結(jié)構
不銹鋼管臥式擠壓機有3柱式和4柱式之分。老式的臥式擠壓機以3柱式居多。3柱式擠壓機又有正三角“Δ”和倒三角“V”之分。近代臥式擠壓機都已采用4柱式結(jié)構。
不銹鋼管臥式擠壓機的工作原理是,由后梁上的主缸產(chǎn)生的擠壓力,通過擠壓桿,擠壓墊作用在高溫坯料上。除了擠壓坯料通過擠壓模實現(xiàn)制品變形消耗的擠壓力之外,主要的擠壓力通過模墊、模座、模架作用在前梁上。擠壓過程的諸作用力實際上是一個由前梁、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)構的擠壓機,使得擠壓時封閉力系更加剛性,更加穩(wěn)定。除了有利于擠壓產(chǎn)品的質(zhì)量提高之外,也有利于擠壓機各種輔機的合理布置,有利于實現(xiàn)擠壓操作周期的自動化。
2. 預應力張力柱固定螺帽
4根張力柱通過16只大螺帽固定在前后橫梁上,形成擠壓機的框架結(jié)構,這是擠壓機的根本。在安裝時,通過16只大螺帽的安裝和調(diào)整,要求嚴格達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。大螺帽安裝調(diào)整后必須緊固。老式擠壓機的大螺帽采用止推螺紋結(jié)構熱裝工藝,這為中心線的調(diào)整帶來困難。近代臥式擠壓機采用預應力張力柱固定的超級螺帽。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)整時的微調(diào)。通過微調(diào)小螺帽隨時可以進行中心線的調(diào)整。
3. 多缸組合結(jié)構
近代的大型擠壓機普遍采用多缸結(jié)構,采用套缸式或例缸式的組合,實現(xiàn)多壓力等級的擠壓工藝,擴大了擠壓產(chǎn)品的規(guī)格范圍。
4. 多擠壓簡的回轉(zhuǎn)框架結(jié)構
雙擠壓筒的回轉(zhuǎn)框架結(jié)構使擠壓工序的周期時間縮短,并且部分輔助工序可以在擠壓機中心線之外進行。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
2~4工位的旋轉(zhuǎn)模架結(jié)構,可以采用幾個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)置式獨立穿孔芯棒系統(tǒng)結(jié)構
內(nèi)置式獨立穿孔系統(tǒng)使擠壓芯棒的移動不依賴于擠壓桿并可在擠壓過程的間隙時間調(diào)整、旋轉(zhuǎn)和冷卻擠壓芯棒。也可以進行固定針擠壓、浮動針擠壓或隨動針擠壓工藝。
7. 玻璃墊的自動放置裝置
擠壓前,通過專門的機械裝置將玻璃制潤滑墊自動送入擠壓中心線并貼敷在擠壓模上,以潤滑擠壓模(法國專利)。
8. 往芯棒上涂敷糊狀潤滑劑的自動化裝置
在一些特殊材料的擠壓過程中,為了提高芯棒的使用壽命,需要將特制的糊狀潤滑劑涂敷在擠壓芯棒的表面上。近代擠壓機已有這種自動操作的專門裝置。
9. 防止擠壓機動梁滑軌磨損裝置
由于擠壓過程中使用粉狀玻璃潤滑劑、玻璃粉塵分散落在擠壓機動梁的滑軌上,引起滑軌的磨損。現(xiàn)代擠壓機設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
實現(xiàn)快速更換擠壓筒和擠壓桿的自動化操作。
14. 擠壓芯棒的自動化快速更換裝置
實現(xiàn)擠壓芯棒的快速更換機械化和自動化操作。
15. 擠壓墊和剪切環(huán)的自動循環(huán)使用裝置
實現(xiàn)擠壓墊、剪切環(huán)的冷卻、清理和更換以及循環(huán)使用的自動化操作。
16. 擠壓機穿孔針的冷卻系統(tǒng)的自動調(diào)節(jié)裝置
實現(xiàn)穿孔針冷卻周期、冷卻程度的自動化調(diào)節(jié)和轉(zhuǎn)換操作。
17. 擠壓時穿孔針的旋轉(zhuǎn)機構
用于擠壓管材和非圓斷面異形材時,穿孔針與異形模相對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滑劑。
18. 擠壓中心線的自動調(diào)整與檢測
19. 擠壓過程中的擠壓力、擠壓速度、擠壓溫度的自動測量裝置
擠壓過程中,為了達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,應將擠壓條件(壓力、速度、溫度)作為擠壓制品的長度的函數(shù)進行全程的測量和檢控。
這一工作有利于擠壓工藝的合理編制,擠壓產(chǎn)品質(zhì)量的提高和擠壓機生產(chǎn)能力的充分發(fā)揮。測定擠壓力、擠壓速度、擠壓溫度的原理如下:
a. 擠壓力的測定
擠壓機工作壓力的測定借助于壓敏元件、溫度補償元件、壓頭、保護套等組成的測壓裝置來進行。壓敏元件與溫度補償元件組成壓敏元件半波電橋,與一個載波放大器相連,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,即可測得并記錄坯料在擠壓過程中的擠壓力變化。
b. 擠壓速度的測量
擠壓模出口處擠壓速度的測定程序一般由擠壓桿行程的測量和擠壓時間的測量兩部分組成。擠壓桿行程的測量采用分壓回路:滑線變阻器的滑動接點通過示蹤器的軟線隨著擠壓桿一起運動,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。擠壓時間的測定采用50Hz交流電壓連接于回線示波器的振蕩器,用這種方法在計時記錄器上記錄下時間標記。在擠壓過程中,同時測得擠壓行程和時間兩個參數(shù)之后,即可以得到擠壓桿的瞬時平均速度。并以擠壓比(D/d)2計算出擠壓件的相應速度(式中,D為擠壓筒內(nèi)徑,d為擠壓件直徑)。
c. 擠壓溫度的測定
測溫器的結(jié)構及工作原理:該測溫儀器主要是采用了一個光電管作為測量元件,此光電管必須在其光譜靈敏度最大值與設定的溫度測量范圍的黑體輻射光譜強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。光電管被嵌在一個銅塊里。光電管與發(fā)散光欄之間有一個紅外線濾波器,用于屏蔽輻射光譜的可見部分(吸收限0.76μm).發(fā)散光欄設置在安裝于擠壓機上后,光電管的入射面的幾何狀態(tài)能滿足對測溫的要求。擠壓制品溫度的測量必須在從擠壓模出口立即與擠出速度相一致的時間內(nèi)進行。并且溫度的上升和下降同樣能產(chǎn)生反應,反應時間不大于0.25ms,測溫點設置在距擠壓模約34cm處,通過擠壓機本體上的一個小窗口可以將測溫儀伸到離擠壓件表面預定的距離。最大測量直徑不大于5mm.為了消除擠壓制品表面上的玻璃潤滑薄膜影響到測溫的準確性,借助于設置在擠壓制品前端的一個硬質(zhì)合金刀片將玻璃薄膜從測點前刮除。
20. 擠壓機的計算機程序控制
不銹鋼管擠壓機主輔設備的自動化包括以下幾方面:
a. 擠壓機的程序控制
擠壓機生產(chǎn)的最大靈活性取決于部件少、質(zhì)量盡可能好的結(jié)構,經(jīng)??梢愿鼡Q規(guī)格等有利條件。此外,擠壓機的所有輔助設備均需根據(jù)今后工作的需要而加以調(diào)整。
這種擠壓機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;控制擠壓機空運轉(zhuǎn)的操作開關均不用按鈕結(jié)構。擠壓機的主生產(chǎn)開關及所有各種必要的連鎖裝置和所有各種輔助裝置的手動開關。
部分自動化電路,其中有單個的自動匯集站,余下部分可用手動控制進行。
整個設備用自動化程序塊實現(xiàn)整個生產(chǎn)過程的自動化。
從控制室的主控制臺上來接通并監(jiān)控設備的所有各個環(huán)節(jié)。
b. 使用工業(yè)機器人
工業(yè)機器人是自動執(zhí)行工作的機器裝置,是依靠自身動力和控制能力來實現(xiàn)各種功能的裝置。鋼管和型鋼熱擠壓作業(yè)使用工業(yè)機器人是由于高溫作業(yè)和部件繁重所提出的。在擠壓機組設備之間由人進行操作是極端繁重而又危險的。因此,必須尋找一種機器(機器人)能代替人來操作。
當然,由于高溫與沉重的工作條件,即使是采用機器人,也會面臨著特殊的困難,但總比由人來操作要輕松和安全。
因此,必須把工業(yè)機器人設計成用于高溫工作范圍,特別是須把機器人設計成用于繁重的工作范圍,而且動作準確。
工業(yè)機器人應具備以下特性:
在繁重的生產(chǎn)條件下,機器人動作的準確性且不許遭到損壞。特別是當擠壓機裝料時,對尺寸和位置的準確性和穩(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。
機器人影響經(jīng)濟效益的重大因素是它的靈活性。這種設備的程序,即操作的有效距離,運動過程和工作節(jié)奏等均須能以簡單的方式加以調(diào)整和變化,以便使這種機器人完成預先規(guī)定的任務外還可令其做其他工作。這就要求具有干預機器人機構的可能性,并可自由編程,以使任何一個并不具備這種高度發(fā)展的專門知識的人都能使用這種機器人。這種自由可編程,即是采用Teachin方法的自由可編程序。
機器人的智能化、模塊化和系統(tǒng)化發(fā)展,主要表現(xiàn)在以下幾方面:結(jié)構的模塊化和可重構化,控制技術的開放化,PC化和網(wǎng)絡化,伺服驅(qū)動技術的數(shù)字化和分散化,傳感器融合技術的實用化,工作環(huán)境設計的優(yōu)化和作業(yè)的柔性化以及系統(tǒng)的網(wǎng)絡化和智能化。
采用工業(yè)機器人,不僅可以提高產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量,而且對保障人身安全,改善勞動環(huán)境,減輕勞動強度,提高勞動生產(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。