吳雨蘭 黃慶學(xué) 郝建軍

(1.太原科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山西030024;2.太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山西 030024)

設(shè) 計(jì)

新型異形截面鋁型材精整機(jī)的結(jié)構(gòu)與特點(diǎn)

吳雨蘭1黃慶學(xué)2郝建軍1

(1.太原科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，山西030024;2.太原科技大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院，山西 030024)

主要介紹新型異形截面鋁型材精整機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及組成。

異形截面;精整機(jī);原理;結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

常見(jiàn)的異形截面型材主要是異型鋁型材，它是輕量化、高速化和現(xiàn)代化的關(guān)鍵材料，主要用作大型車輛的整體外形結(jié)構(gòu)件和重要的受力部件以及大型裝飾部件。異型截面鋁型材屬于高新技術(shù)產(chǎn)品，截面尺寸大，形狀復(fù)雜，對(duì)尺寸和形位公差都要求非常高，組織和性能也要求均勻合理，因此加工難度大，對(duì)設(shè)備的要求較高。本文主要介紹了新研發(fā)的異形截面鋁型材精整機(jī)的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)備組成，為異型截面鋁型材的精整提供了應(yīng)用參考。

1 結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及設(shè)備組成

該精整機(jī)主要由底座、機(jī)架、精整輥系、驅(qū)動(dòng)輥系、壓下裝置、電氣系統(tǒng)等幾部分組成，如圖1所示。

2 機(jī)架和底座

機(jī)架的主要作用是支撐驅(qū)動(dòng)輥系和精整輥系，由左機(jī)架、右機(jī)架以及連接螺母組成。左、右機(jī)架采用中空結(jié)構(gòu)，由若干塊鋼板焊接成一個(gè)整體，機(jī)架下端采用兩塊鋼板支撐，構(gòu)成一個(gè)梯形結(jié)構(gòu)，提高了機(jī)架的剛性與穩(wěn)定性。底座同樣也是由若干塊鋼板焊接而成的，底座內(nèi)部被鋼板分隔成一個(gè)個(gè)矩形空間，在保證了整體剛性的前提下，減輕了底座的重量，底座的整體形狀也為一梯形結(jié)構(gòu)，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，剛性好。左、右機(jī)架分別通過(guò)螺栓與底座相連接，并通過(guò)定位槽分別與左右機(jī)架進(jìn)行定位。

圖1 異型截面型材精整機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖Figure 1 Structural diagram of finishingmachine for shaped section profile

圖2 驅(qū)動(dòng)輥裝配示意圖Figure 2 Schematic sketch of drive roller assembly

圖3 精整輥系及壓下裝置結(jié)構(gòu)示意圖Figure 3 Structural diagram of finishing rolls and screwdown

3 驅(qū)動(dòng)輥系

驅(qū)動(dòng)輥系的功能是驅(qū)動(dòng)異型截面鋁型材通過(guò)精整機(jī)，由上驅(qū)動(dòng)輥裝配和下驅(qū)動(dòng)輥裝配兩部分組成。上驅(qū)動(dòng)輥裝配主要是由減速電機(jī)、驅(qū)動(dòng)軸、驅(qū)動(dòng)輥、連接座、軸承座、軸承蓋、調(diào)心滾子軸承等組成的，如圖2所示。下驅(qū)動(dòng)輥系的裝配和上驅(qū)動(dòng)輥系完全一樣。驅(qū)動(dòng)輥工作時(shí)，上驅(qū)動(dòng)輥由壓下裝置帶動(dòng)向下移動(dòng)，直至壓住型材，相同規(guī)格的上、下減速電機(jī)分別帶動(dòng)上、下驅(qū)動(dòng)輥同步旋轉(zhuǎn)，從而使工件勻速移動(dòng)。采用調(diào)心滾子軸承能夠很好的適應(yīng)軸的彎曲變形。上、下驅(qū)動(dòng)輥均由尼龍材料制成，因此不會(huì)在型材表面產(chǎn)生壓痕，保證了型材的精整質(zhì)量。上驅(qū)動(dòng)輥的上下移動(dòng)能夠適應(yīng)不同厚度型材的精整要求，增大了型材的精整范圍，具有很強(qiáng)的實(shí)用性和適用性。

4 精整輥系

精整輥安裝在機(jī)架兩側(cè)的四根平行的橫梁上，共八個(gè)精整輥，其中型材入口側(cè)4個(gè)，出口側(cè)4個(gè)，呈軸對(duì)稱分布。每個(gè)精整輥不僅可以做上下、左右的位置調(diào)整，還可以實(shí)現(xiàn)任意傾斜角度的調(diào)整，使精整輥組合形式更加靈活，能夠滿足各種異型截面型材的精整需求，從而大大提高了輥矯設(shè)備的適應(yīng)性和精整效率。由帶編碼器的變頻調(diào)速電機(jī)帶動(dòng)絲杠螺母副運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)每個(gè)精整輥通過(guò)螺旋升降機(jī)上的燕尾槽在橫梁上的導(dǎo)軌做左右移動(dòng)，同樣由帶編碼器的變頻調(diào)速電機(jī)通過(guò)螺旋升降機(jī)實(shí)現(xiàn)精整輥的上下移動(dòng)。每個(gè)精整輥通過(guò)分度機(jī)構(gòu)分別與其對(duì)應(yīng)的變頻調(diào)速電機(jī)相連接，采用獨(dú)立的驅(qū)動(dòng)裝置確保傳動(dòng)的獨(dú)立性，并且八個(gè)分度機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完全一樣。精整輥系及壓下裝置結(jié)構(gòu)示意圖見(jiàn)圖3。

分度機(jī)構(gòu)是由一直角彎曲形的外齒輪曲軸和內(nèi)齒輪套組成，對(duì)應(yīng)的精整輥通過(guò)輥軸安裝在外齒輪曲軸的輥軸孔內(nèi)，并用鎖緊螺母鎖緊;外齒輪曲軸的另一端則與內(nèi)齒輪套相嚙合，并由螺母鎖緊，各個(gè)分度機(jī)構(gòu)通過(guò)內(nèi)齒輪上端與螺旋升降機(jī)相連接。在對(duì)異型截面型材進(jìn)行矯正前，先根據(jù)型材的截面形狀尺寸和矯正要求對(duì)精整輥位置進(jìn)行調(diào)整。首先對(duì)精整輥的上下方向的位置進(jìn)行調(diào)整，然后再進(jìn)行左右方向的位置調(diào)整，最后松開(kāi)鎖緊螺母使分度機(jī)構(gòu)中內(nèi)、外齒輪分離，轉(zhuǎn)動(dòng)外齒輪曲軸，調(diào)整精整輥達(dá)到所要求的角度位置后，再使內(nèi)、外齒輪嚙合，并將鎖緊螺母鎖緊。將精整輥的上下、左右及角度位置調(diào)整工作完成后，即可進(jìn)行矯正生產(chǎn)。

5 壓下裝置

壓下裝置主要功能是用來(lái)調(diào)整型材精整時(shí)的壓下量，由升降機(jī)、聯(lián)軸器、連接軸、變頻調(diào)速電機(jī)和支座等部分組成，見(jiàn)圖3。升降機(jī)與上驅(qū)動(dòng)輥的軸承座間用螺栓連接，左右兩側(cè)的升降機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器、連接軸相連接，右側(cè)的升降機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器與變頻調(diào)速電機(jī)相連。工作時(shí)，變頻調(diào)速電機(jī)通過(guò)聯(lián)軸器，將動(dòng)力傳給兩側(cè)機(jī)架上的升降機(jī)，使其在機(jī)架上的導(dǎo)軌上下移動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)上驅(qū)動(dòng)輥的上下運(yùn)動(dòng)。

6 電氣系統(tǒng)

圖4 電氣控制系統(tǒng)示意圖Figure 4 Schematic sketch of electric control system

電氣控制系統(tǒng)主要由PLC傳動(dòng)柜、主操作臺(tái)、工控機(jī)組成，見(jiàn)圖4。異型材精整機(jī)電氣控制系統(tǒng)的特點(diǎn):(1)驅(qū)動(dòng)輥上下主傳動(dòng)、上輥壓下、入出口側(cè)左右上下精整輥壓下均采用變頻調(diào)速控制，它們之間與PLC315采用Profibus-DP通訊連接。(2)設(shè)置“就地操作臺(tái)控制”、“遠(yuǎn)程上位機(jī)畫面控制”、“遠(yuǎn)程程序控制”三種控制方式。

7 結(jié)論

新型異形截面鋁型材精整機(jī)與普通的矯直機(jī)相比，具有明顯的優(yōu)勢(shì)。通過(guò)分度調(diào)整精整輥的位置，可以適應(yīng)不同截面形狀的異型鋁材的加工要求，調(diào)整與更換都比較方便、經(jīng)濟(jì)、高效，能夠適應(yīng)現(xiàn)代社會(huì)對(duì)異型材的精度要求。同時(shí)通過(guò)PLC與上位機(jī)畫面控制，能夠準(zhǔn)確、有效地實(shí)現(xiàn)規(guī)定的動(dòng)作，并能快速檢查出故障。

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編輯 傅冬梅

Structure and Characteristics of New Type Finishing Machine for Shaped Section Al Profile

W u Yulan，Huang Qingxue，Hao Jianjun

Structural characteristics and components for new type finishing machine of shaped section Al profile have been illustrated mainly.

shaped section;finishingmachine;principle;structural characteristic

TG333.4

A

2013—10—15