銅加工用椎管矯直機(jī)的設(shè)計(jì)

0旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的矯直目一家銅加工公司自行設(shè)計(jì)了一條銅夾直機(jī)系統(tǒng)，采用了反向直機(jī)系統(tǒng)。其基本原理是同一平面內(nèi)的一組矯直輥通過調(diào)節(jié)合理的壓下量,圍繞銅管進(jìn)行旋轉(zhuǎn),同時(shí)銅管以一定的速度前進(jìn),使銅管的每一截面上的任一方向都得到相同程度的彎曲變形,從而使銅管達(dá)到矯直的目的。系統(tǒng)中主回轉(zhuǎn)電機(jī)采用電磁轉(zhuǎn)差調(diào)速控制器進(jìn)行速度調(diào)節(jié),夾入輥和送出輥電機(jī)采用變頻器進(jìn)行速度調(diào)節(jié),各動(dòng)作過程和保護(hù)使用PLC聯(lián)鎖控制,實(shí)現(xiàn)了整個(gè)系統(tǒng)的自動(dòng)控制。1系統(tǒng)的組成、工作過程和質(zhì)量控制要求1.1回轉(zhuǎn)矯直機(jī)構(gòu)整個(gè)矯直裝置如圖1所示。擠壓后成品管由擠壓機(jī)通過進(jìn)料臺(tái)送至矯直機(jī)夾入輥,夾入輥采用可調(diào)整夾持力的行星式直齒輪,夾入輥傳動(dòng)采用變頻調(diào)速電機(jī),用三菱變頻器進(jìn)行控制,可根據(jù)不同直徑的管材和設(shè)定的速度調(diào)整夾入輥速度。夾入輥將銅管送入回轉(zhuǎn)矯直機(jī)構(gòu),回轉(zhuǎn)矯直機(jī)構(gòu)采用電磁調(diào)速電機(jī),5對(duì)矯直輥固定在矩形框架式回轉(zhuǎn)體上,可調(diào)回轉(zhuǎn)角和壓緊力。當(dāng)夾入輥將管材送入回轉(zhuǎn)矯直輥后,相對(duì)矯直中線傾斜安裝的矯直輥與銅管接觸,回轉(zhuǎn)的矯直輥使銅管逐輥被矯直,由于夾入輥和送出輥將料夾緊,則銅管只能前進(jìn)而不能回轉(zhuǎn)與后退,從而使銅管在設(shè)定的正弦波直線前進(jìn)中矯直。矯直的精度可通過調(diào)節(jié)回轉(zhuǎn)角和壓緊力,以及回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速與夾進(jìn)送出的速度匹配來達(dá)到。矯直后銅管由送出輥送入翻料槽,送出輥與夾入輥傳動(dòng)完全相同,由同一臺(tái)變頻器控制。當(dāng)管材完全進(jìn)入出料槽后,通過汽缸使翻料槽翻轉(zhuǎn),從而將管材翻入出料筐。由此完成一個(gè)矯直周期。待出料筐中銅管支數(shù)達(dá)到設(shè)定值時(shí),可進(jìn)行報(bào)警,進(jìn)行下一道工序。1.2主要設(shè)備控制方案設(shè)計(jì)a.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各電氣設(shè)備按工藝要求順序啟停。b.實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)中各電氣設(shè)備聯(lián)鎖控制和最佳運(yùn)行控制。c.實(shí)現(xiàn)自動(dòng)和手動(dòng)2種控制方案,以實(shí)現(xiàn)手動(dòng)/自動(dòng)2種操作狀態(tài)。d.對(duì)回轉(zhuǎn)矯直電機(jī)和夾入送出電機(jī)進(jìn)行交流調(diào)速控制。2系統(tǒng)的電傳控制方式電氣主傳動(dòng)系統(tǒng)如圖2所示。電氣主傳動(dòng)系統(tǒng)中矯直回轉(zhuǎn)主電機(jī)功率為40kW,采用電磁轉(zhuǎn)差離合器調(diào)速,電磁調(diào)速異步電動(dòng)機(jī)是由原動(dòng)機(jī)(籠型異步電動(dòng)機(jī))、電磁轉(zhuǎn)差離合器、測(cè)速發(fā)電機(jī)及其調(diào)速控制器組成的。這種電動(dòng)機(jī)可以在較大范圍內(nèi)進(jìn)行無級(jí)平滑調(diào)速,由于系統(tǒng)中矯直速度要求為5～20m/s,因此采用此方法能達(dá)到調(diào)速要求。同時(shí),在實(shí)際運(yùn)行中主電機(jī)基本處于額定轉(zhuǎn)速下運(yùn)行,并且此類控制器價(jià)格較為低廉,這也是一種實(shí)用選擇。系統(tǒng)選用JD1A-40型電磁調(diào)速電機(jī)控制器。夾入輥、送出輥電機(jī)功率較小,均采用4kW變頻電機(jī),由于2臺(tái)電機(jī)運(yùn)行時(shí)速度完全相同,在此使用同1臺(tái)三菱FR-E540-11K-CH型11kW變頻器進(jìn)行控制,該系列變頻器具有較高的性價(jià)比,是一種利用SPWM(正弦波脈寬調(diào)制)的交-直-交型變頻裝置。系統(tǒng)采用在基頻以下,按U1/f1=常值的帶定子壓降補(bǔ)償?shù)暮銐侯l比的方式工作?；剞D(zhuǎn)速度和夾入送出速度由位于操作臺(tái)的電位器給定,轉(zhuǎn)速表裝于操作臺(tái),兩者的速度匹配由被矯直銅管的外徑、壁厚和矯直精度決定,根據(jù)實(shí)際需要而調(diào)節(jié)。主機(jī)與變頻電機(jī)的啟停、正反轉(zhuǎn)和過載等開關(guān)量由PLC進(jìn)行自動(dòng)控制。變頻電機(jī)的快速制動(dòng)由變頻器外接制動(dòng)電阻來實(shí)現(xiàn)。3選集生產(chǎn)線設(shè)計(jì)3.1c28p電源由于系統(tǒng)所處的工作環(huán)境較為惡劣,空氣中含有較多銅粉和油霧,對(duì)I/O信號(hào)和控制電源的擾動(dòng)較大,因此選擇PLC作為現(xiàn)場(chǎng)控制設(shè)備。該P(yáng)LC采用OMRON公司C28P可編程控制器,它是C系列中的一種小型機(jī)。C28P電源電壓交流為100～240V,設(shè)計(jì)中用隔離變壓器與主回路隔離。開關(guān)量輸入電壓直流為+24V,16個(gè)點(diǎn),PLC內(nèi)部有光隔離。輸出1A,12個(gè)點(diǎn),采用雙向可控硅輸出。C28P還提供1個(gè)計(jì)數(shù)器輸入和1個(gè)計(jì)數(shù)器復(fù)位點(diǎn)。完全可以滿足系統(tǒng)中的手動(dòng)、自動(dòng)以及連鎖操作和保護(hù)功能的實(shí)現(xiàn)。PLC接線如圖3所示。24V電流電源由外部穩(wěn)壓器提供,用于開關(guān)量輸入。220V交流電源為經(jīng)過隔離變壓器隔離后的電源,用于PLC與PLC輸出電源。KA1～KA15為中間繼電器。由中間繼電器輸出控制外部電路。軟件部分既可以采用OMRON簡(jiǎn)易編程器3.2plc控制程序設(shè)計(jì)PLC將接收到的各個(gè)信號(hào)經(jīng)過程序運(yùn)行后輸出,實(shí)現(xiàn)整個(gè)控制系統(tǒng)的自動(dòng)化。程序流程圖如圖4所示。軟件部分既可以采用PR015編制,也可用CPT編制,并可通過RS232C接口將程序下傳PLC。控制程序主要由手動(dòng)和自動(dòng)2部分程序組成。自動(dòng)部分提供從銅管進(jìn)入夾入輥到翻入出料筐的整個(gè)循環(huán)的自動(dòng)運(yùn)行,并提供相應(yīng)的聯(lián)鎖與保護(hù),當(dāng)銅管根數(shù)達(dá)到用戶設(shè)定的數(shù)量時(shí),由PLC輸出給蜂鳴器,提示下道工序運(yùn)走,也可以作為下一工序的輸入信號(hào)而被下一工序PLC采用。手動(dòng)部分主要提供滿足非常情況下的生產(chǎn)要求和日常維護(hù)中,每一個(gè)動(dòng)作均可以由手動(dòng)程序完成,從實(shí)際運(yùn)行看這也是必要的。4消除鋼管擠壓過程中的應(yīng)用銅管