CN201366455Y - 数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机 - Google Patents

Abstract

本实用新型是一种数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机，属矫正机，在矫正平台上分别安装三个互成夹角为120°的能旋转和同步升降的托辊以及垫块，在各相邻的托辊和垫块的外端段之间的中间部位，在矫正平台上又分别安装互成60°夹角的六只伺服油缸，在各伺服油缸上分别安装位置传感器，给六只伺服油缸同一指令，六只伺服油缸活塞向工作台中心移动，在矫正平台的前后向中心线上安装门形梁，在门形梁的压下横梁的底部前后对称地设置可平移的压下油缸，液压站控制各压下油缸活塞杆的升降；计算机自动控制伺服油缸对待矫正的环形毛坯件的椭圆进行矫正；自动控制压下油缸对环形毛坯件的翘曲进行平整，大幅度减少环形件的预留加工量，省工省时成品率高。

Description

数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机

技术领域

本实用新型属矫正机，尤其是涉及一种环形钢件的矫正机。

背景技术

环形钢件是广泛用于齿圈制造、回转支承制造、塔吊回转件制造和大型工业管道法兰制造的毛坯料；国内外大型环形钢件毛坯的制造，大部分采用热轧制环形件轧钢机完成，环件钢件在轧制过程中都存在椭圆、翘曲现象，且在轧钢机碾轧中无法克服，也就是说环形钢件轧制后椭圆、翘曲每一件都有，只是椭圆度和翘曲度的多少而已，在机床对环形钢件机加工中，为了加工出成品件，热轧后的环形钢件的毛坯件必须留足够的加工余量，当热轧环形钢毛坯件的椭圆度和翘曲度越大时，所留的加工余量越大，费工费时，浪费资源；当环形钢件的毛坯件的椭圆度和翘曲度过大时，机床就加工不出合格产品而成为废品，造成极大的浪费。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机，有效地减少环形钢件毛坯件的变形量，大幅度减少毛坯件的预留加工余量，省工省时，提高成品率，减少废品，节约能源，减低成本。

本实用新型的目的是这样来实现的：一种数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机，包括矫正平台、运料小车、小车轨道梁、滚道和受料台；滚道安装在矫正平台的入料一侧，其作用是将热态环形钢件的毛坯件送到矫正平台附近，即送到运料小车的下方，以便运料小车将毛坯件夹送到矫正平台上，运料小车靠小车轮悬挂在小车轨道梁上，运料小车靠安装在小车体侧壁上的电机减速机和链轮链条传动副驱动而在小车轨道梁上行走，在小车体内安装升降体，升降体靠安装在小车体侧壁上的电机减速机和齿轮齿条传动副驱动而沿滑道升降，在升降体的下端部安装矩形空腔下横梁，在下横梁的两端段上分别安装汽缸，各汽缸的活塞杆铰接环件钩头的上端，在下横梁的左、右内腔中对应滑装左、右可外伸的左、右副横梁，各环件钩头的中段又对应铰接在左、右副横梁上，这样空腔下横梁，汽缸以及左、右副横梁和左、右环件钩头均随着升降体的升降而升降，各汽缸又驱动各环件钩头作勾住和松开环形毛坯件的动作，安装在矫正平台另一侧的受料台用于存放矫正完毕后的环形毛坯件；其特征是：矫正平台为台面呈方形的钢结构箱形件，以矫正平台上台面的中心为圆心，以上台面中心右侧的水平中心线的中段为基准线，在矫正平台的上台面上均布开设三个互成夹角为120°的长条形托辊槽，该三个托辊槽等宽等长等圆心距，在各托辊槽下方的矫正平台的底部分别安装顶升油缸，在各顶升油缸活塞杆的顶端又分别对应安装T形的托辊支架，该托辊支架由横板和竖柱组焊而成，在各托辊支架两端均安装轴承座，在各轴承座中用轴承对应安装托辊，这样三个托辊在矫正平台上亦互成180°夹角设置，在各托辊轴的一侧的外伸端段上分别安装上链轮，在各托辊支架底部的对应同侧用下支架均分别安装电机减速机，在各电机减速机的输出端上分别安装下链轮，在各上、下链轮之间分别对应安装链条以传动，来实现各托辊的旋转，而各顶升油缸的进、出油管对应外接液压站，液压站工作，各顶升油缸作同步动作来实现各托辊的同步升降，待矫正的环形毛坯件承托在此三根托辊上时，作上、下移动和水平转动移位；此外：在各相邻的托辊之间的中间部位的矫正平台的上平面上又分别安装长方体垫块，三个长方体垫块也等宽等长等高等圆心距，也互成120°夹角设置，各长方体垫块的顶面均高于各托辊的最低高度，待矫正的环形毛坯件矫正时就承放在此三根垫块上；除此之外，在各相邻的托辊和垫块的外端段之间的中间部位的矫正平台的上平面上又分别安装伺服油缸，各伺服油缸的活塞杆头均朝向矫正平台的中心，各伺服油缸的活塞杆的外伸端上分别安装顶矫板，各伺服油缸是矫正环形毛坯件椭圆的执行机构，六只伺服油缸在矫正平台的上表面上互成60°夹角位置，在各伺服油缸的进、出液压管路上均分别安装带伺服放大器的电液伺服阀，在各伺服油缸上又分别安装位置传感器，带信号线的位置传感器安装在伺服油缸的油缸体的端部，并将传感器杆插入活塞和活塞杆的中心盲孔中，信号线和伺服放大器对应相连接，即各位置传感器分别与各伺服油缸的活塞杆和伺服放大器对应相连接，各伺服油缸的液压活塞的运动方向和速度由输给电液伺服阀(SV)的电流±i方向和大小确定，当输入位置指令电压信号ui后，它与位置传感器的位置反馈电压信号uf相比较，其偏差量经伺服放大器AP处理后产生电流±i，各电液伺服阀的伺服阀芯移动，压力油进入伺服油缸，伺服油缸活塞(C)移动，当传感器反馈信号uf与输入信号ui相等时，其偏差量i＝0，伺服阀芯处于中位，伺服油缸活塞停止移动，达到输入位置量与活塞位移量相等。

本矫正机采用六套伺服装置，并均按上述原理同时工作；六只伺服油缸以工作平台中心圆周均匀分布安装，并且调整六只伺服油缸活塞顶端到工作平台中心尺寸一致，给六只伺服油缸同一指令，六只伺服油缸活塞向工作台中心移动时，伺服油缸活塞的移动量均相同。可以把均匀分布的6六只油缸活塞顶端看成圆上的六个点，当六只伺服油缸活塞同步移动时，就可以作同心圆直径大小的变化。除此之外：在矫正平台上对应于矫正平台的前后中心线安装门形梁，该门形梁主要由前、后门柱和压下横梁组成，小车轨道梁就安装在压下横梁底面的中部，小车轨道梁的外伸的悬臂端另用安装在地面上的立柱所支撑，在压下横梁的底部前后对称地设置可平移的压下油缸，即在压下横梁的下部前后对称地开设槽口下置的T形或燕尾形直槽，在前后段T形或燕尾形直槽中均对应滑装滑块，在各滑块上分别开设前后向的螺纹通孔，在各螺纹通孔中又分别旋装螺杆，而在前后设置的滑块的底部分别对应安装压下油缸，同时，在前、后门柱的外侧壁上对应于压下横梁的部位分别安装支架板，在各支架板上分别安装电机减速机，各电机减速机的输出轴均用法兰盘与各螺杆对应相连接，当各电机减速机工作时，带动各压下油缸分别作前、后平移，各压下油缸的进出油管与液压站对应相连接，液压站控制各压下油缸活塞杆的升降；

该矫正机采用计算机对整机运行自动化控制，计算机安装在控制室中，既可以自动又可以半自动、手动，矫正过程全部在显示屏显示，参数可以设定，矫正时监控。其功能如下：

1、压力系统设定屏显压力可读。

2、伺服油缸活塞移动尺寸设定，屏显移动量可读。

3、环件顶起旋转可设定，并可读。

4、翘曲压下量屏显可读。

5、矫正结束允许偏差值设定，屏显尺寸可读。

6、低压测量6点尺寸屏显可读。

7、环件外径、高度测量尺寸屏显可读。

8、可以设定伺服油缸活塞位移量，环件旋转角度量。

计算机控制系统另案申请专利，矫正机工作时，将待矫正的热态环形毛坯件先经滚道送到运料小车的下方，再由运料小车的钩头钩住后运送到矫正平台的中心，将此毛坯件放置在各垫块上后，运料小车脱钩退回，接着对待矫正环形毛坯件的椭圆进行矫正：

1、各伺服油缸活塞在系统压力小于1MPa情况下向工作台中心移动。

2、各伺服油缸活塞碰到环形毛坯件外径时，由于系统压力很小，各活塞杆停止移动，同时计算机显示屏显示六点移动尺寸，并且计算出移动平均值。

3、计算机给定此平均值，系统压力加大到16MPa，六只伺服油缸活塞同步移动到平均值，环形毛坯件在600℃~800℃时迅速变形，使环形毛坯件的椭圆的长轴缩小，短轴加大。

4、六只伺服油缸同步后退，各托辊顶起环形毛坯件并旋转一个角度后落下。

5、六只伺服油缸活塞又在16MPa压力下同步移动到平均值，再一次矫正。

6、如此4~5次后，六只伺服油缸活塞在1MPa低压力下向工作台中心移动测出第二次平均值，如果平均值小于允许偏差值，椭圆矫正结束，如果平均值大于允许偏差值，再进行二次高压矫正。

7、矫正结束后计算机读出矫正后的环形毛坯件外径尺寸，第一次测量最大、最小外径尺寸和最大偏差值并记录。

接着对环形毛坯件进行翘曲平整，其工作过程是：

1、各电机减速机驱动螺杆，移动滑块将各压下油缸移动到环形毛坯件外径的上方。

2、各压下油缸活塞在16MPa压力压下时，翘曲的环形毛坯件变形。

3、各压下油缸活塞升起。

4、各托辊顶起环形毛坯件旋转一个角度落下。

5、各压下油缸再次下压使环形毛坯件再次变形。

6、当环形毛坯件旋转180°后，翘曲平整结束。

7、此时计算机读出环形毛坯件高度尺寸，并记录。

本实用新型所提出的数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机，结构新颖，使用安全可靠，减少了环形毛坯件的预留加工余量，减少了废品，省工省时节约能源，成品率高，降低了成本。

现结合附图和实施例对本实用新型所提出的数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机作进一步的描述。

附图说明

图1是本实用新型所提出的数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机的主视带局部剖示意图。

图2是图1中A-A俯视图示意图。

图3是图2中B-B剖视示意图。

图4是图1中件2：运料小车的放大示意图。

图5是图1中C-C放大且带局部剖的示意图。

图6是本实用新型所提出的数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机的伺服液压机构工作原理图。

图7是图1中件7：伺服油缸的放大示意图。

图1中：1、滚道  2、运料小车  3、小车轨道梁  4、门形梁  5、压下油缸  6、环形毛坯件  7、伺服油缸  8、立柱  9、受料台  10、矫正平台

图2中：11、垫块  12、托辊

图3中：13、上链轮  14、下链轮  15、电机减速机  16、顶升油缸17、托辊支架

图4中：18、小车轮  19、小车体  20、汽缸  21、升降体  22、环件钩头

图5中：23、顶矫板  24、滑块

图6中：25、位置传感器  26、伺服放大器  27、电液伺服阀

图7中：28、传感器杆  29、信号线

具体实施方式

从图1、图2、图3、图4、图5、图6、图7中可以看出：一种数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机，包括矫正平台10、运料小车2、小车轨道梁3、滚道1和受料台9；滚道1安装在矫正平台10的入料左侧，其作用是将热态环形毛坯件6送到矫正平台10附近，即送到运料小车2的下方，以便运料小车2将环形毛坯件6夹送到矫正平台10上，运料小车2靠小车轮18悬挂在小车轨道梁3上，运料小车2靠安装在小车体19后侧壁上的电机减速机15和链轮链条传动副驱动而在小车轨道梁3上行走，在小车体19内安装升降体21，升降体21靠安装在小车体19左侧壁上的电机减速机和齿轮齿条传动副驱动沿滑道而升降，在升降体21的下端部安装矩形空腔下横梁，在下横梁的两端段上分别安装汽缸20，各汽缸20的活塞杆铰接环件钩头22的上端，在下横梁的左、右内腔中对应滑装左、右可外伸的左、右副横梁，各环件钩头22的中段又对应铰接在左、右副横梁上，这样空腔下横梁，汽缸20以及左、右副横梁和左、右环件钩头22均随着升降体21的升降而升降，各汽缸20又驱动各环件钩头22作勾住和松开环形毛坯件6的动作；安装在矫正平台10右侧的受料台9用于存放矫正完毕后的环形毛坯件6；其特征是：矫正平台10为台面呈方形的钢结构箱形件，以矫正平台10上台面的中心为圆心，以矫正平台10的上台面中心右侧的水平中心线的中段为基准线，在矫正平台10的上台面上均布开设三个互成夹角为120°的长条形托辊槽，该三个托辊槽等宽等长等圆心距，在各托辊槽下方的矫正平台的底部分别安装顶升油缸16，在各顶升油缸16活塞杆的顶端又分别对应安装T形的托辊支架17，该托辊支架由横板和竖柱组焊而成，在各托辊支架17的横板两端均安装轴承座，在轴承座中用轴承对应安装托辊12，这样三个托辊12在矫正平台10上亦互成180°夹角设置，在各托辊轴的一侧的外伸端段上分别安装上链轮13，在各托辊支架17底部的对应同侧用下支架均分别安装电机减速机15，在各电机减速机15的输出端分别安装下链轮14，在各上、下链轮13、14之间分别对应安装链条以传动，来实现各托辊12的旋转，而各顶升油缸16的进、出油管对应外接液压站，液压站工作，各顶升油缸16作同步动作来实现各托辊12的同步升降，待矫正的环形毛坯件6承托在此三根托辊12上时，可在矫正平台10上作上、下移动和水平转动移位；此外：在各相邻的托辊12之间的中间部位的矫正平台10的上平面上又分别安装长方体垫块11，三个长方体垫块11也等宽等长等高等圆心距，也互成120°夹角设置，各长方体垫块11的顶面均高于各托辊12的最低高度，待矫正的环形毛坯件6矫正时就承放在此三根垫块11上；除此之外，在各相邻的托辊12和垫块11的外端段之间的中间部位的矫正平台10的上平面上又分别安装伺服油缸7，各伺服油缸7的活塞杆头均朝向矫正平台10的中心，各伺服油缸7的活塞杆的外伸端上分别安装顶矫板23，各伺服油缸7是矫正环形毛坯件6椭圆的执行机构，六只伺服油缸7在矫正平台10的上表面上互成60°夹角位置，在各伺服油缸7的进、出液压管路上均分别安装带伺服放大器26的电液伺服阀27，在各伺服油缸7上又分别安装位置传感器25，带信号线29的位置传感器25安装在伺服油缸7的油缸体的端部，并将传感器杆28插入活塞和活塞杆的中心盲孔中，信号线29和伺服放大器26对应相连接，即各位置传感器25分别与各伺服油缸7的活塞杆和伺服放大器26对应相连接，各伺服油缸7的液压活塞的运动方向和速度由输给电液伺服阀27(SV)的电流±i方向和大小确定，当输入位置指令电压信号ui后，它与位置传感器25的位置反馈电压信号uf相比较，其偏差量经伺服放大器26(AP)处理后产生电流±i，各电液伺服阀27的伺服阀芯移动，压力油进入伺服油缸7，伺服油缸7活塞(C)移动，当位置传感器25的反馈信号uf与输入位置指令电压信号ui相等时，其偏差量i＝0，伺服阀芯处于中位，各伺服油缸7活塞停止移动，达到输入位置量与活塞位移量相等。

本矫正机采用六套伺服装置，并均按上述原理同时工作；六只伺服油缸7以工作平台10中心圆周均匀分布安装，并且调整六只伺服油缸7的活塞顶端到工作平台中心尺寸一致，给六只伺服油缸7同一指令，六只伺服油缸7的活塞向工作台中心移动时，各伺服油缸7的活塞的移动量均相同；可以把均匀分布的6六只伺服油缸7的活塞顶端看成圆上的六个点，当六只伺服油缸7活塞同步移动时，就可以作同心圆直径大小的变化；除此之外：在矫正平台10上对应于矫正平台10的前后中心线安装门形梁4，该门形梁4主要由前、后门柱和压下横梁组成，小车轨道梁3就安装在压下横梁底面的中部，小车轨道梁3的外伸的悬臂端另用安装在地面上的立柱8所支撑，在压下横梁的底部前后对称地设置可平移的压下油缸5，即在压下横梁的下部前后对称地开设槽口下置的T形或燕尾形直槽，在前后段T形或燕尾形直槽中均对应滑装滑块24，在各滑块24上分别开设前后向的螺纹通孔，在各螺纹通孔中又分别旋装螺杆，而在前后设置的滑块24的底部分别对应安装压下油缸5，同时，在前、后门柱的外侧壁上对应于压下横梁的部位分别安装支架板，在各支架板上分别安装电机减速机15，各电机减速机15的输出轴均用法兰盘与各螺杆对应相连接，当各电机减速机15工作时，带动各压下油缸5分别作前、后平移，各压下油缸5的进出油管与液压站对应相连接，液压站控制各压下油缸5活塞杆的升降；

该矫正机采用计算机对整机运行自动化控制，计算机安装在控制室中(图中未画出)，既可以自动又可以半自动、手动，矫正过程全部在显示屏显示，参数可以设定，矫正时监控；其功能如下：

1、压力系统设定屏显压力可读。

2、伺服油缸7活塞移动尺寸设定，屏显移动量可读。

3、环形毛坯件6顶起旋转可设定，并可读。

4、翘曲压下量屏显可读。

5、校(矫)正结束允许偏差值设定，屏显尺寸可读。

6、低压测量六点尺寸屏显可读。

7、环件外径、高度测量尺寸屏显可读。

8、可以设定伺服油缸7活塞位移量和环形毛坯件6旋转角度量。

计算机控制系统另案申请专利，矫正机工作时，待矫正的热态环形毛坯件6先经滚道1送到运料小车2的下方，再由运料小车2的环件钩头22钩住后运送到矫正平台10的中心，将此环形毛坯件6放置在各垫块11上后，运料小车2脱钩退回，接着对待校环形钢件毛坯件的椭圆进行矫正：

1、各伺服油缸7的活塞在系统压力小于1MPa情况下向矫正平台10的中心移动。

2、各伺服油缸7的活塞杆碰到环形钢件毛坯件外径时，由于系统压力很小，各活塞杆停止移动，同时计算机显示屏显示六点移动尺寸，并且计算出移动平均值。

3、计算机给定此平均值，系统压力加大到16MPa，六只伺服油缸7的活塞杆同步移动到平均值，环形毛坯件6在600℃~800℃时迅速变形，环形毛坯件6的椭圆的长轴缩小，短轴加大。

4、六只伺服油缸7同步后退，各托辊12顶起环形毛坯件6并旋转一个角度后落下。

5、六只伺服油缸7的活塞杆又在16MPa压力下同步移动到平均值，再一次矫正。

6、如此4~5次后，六只伺服油缸7的活塞在1MPa低压力下向矫正平台10中心移动测出第二次平均值，如果平均值小于允许偏差值，椭圆矫正结束，如果平均值大于允许偏差值，再进行一次高压矫正。

7、矫正结束后计算机读出矫正后的环形毛坯件6外径尺寸，第一次测量最大、最小外径尺寸和最大偏差值并记录。

接着对环形毛坯件6进行翘曲平整，其工作过程是：

1、各电机减速机15驱动螺杆，移动滑块24将各压下油缸5移动到环形毛坯件6外径的上方。

2、液压站控制各压下油缸5的活塞在16MPa压力压下时，翘曲的环形毛坯件6变形。

3、液压站控制各压下油缸5的活塞升起。

4、各托辊12顶起环形毛坯件6旋转一个角度落下。

5、液压站控制各压下油缸5再次下压使环形毛坯件6再次变形。

6、当环形毛坯件6旋转180°后，翘曲平整结束。

7、此时计算机读出环形毛坯件6高度尺寸，并记录；环形毛坯件6的椭圆、翘曲热态矫正省工省时，有效地减少环形毛坯件6的变形量，大幅度减少环形毛坯件6的预留加工余量。

Claims (1)

1、一种数控环形钢件椭圆翘曲热态矫正机，包括矫正平台(10)、运料小车(2)、小车轨道梁(3)、滚道(1)和受料台(9)；其特征是：

a、矫正平台(10)为台面呈方形的钢结构箱形件，以矫正平台(10)的上台面的中心为圆心，以矫正平台(10)上台面中心右侧的水平中心线的中段为基准线，在矫正平台(10)的上台面上均布开设三个互成夹角为120°的长条形托辊槽，该三个托辊槽等宽等长等圆心距，在各托辊槽下方的矫正平台(10)的底部分别安装顶升油缸(16)，在各顶升油缸(16)活塞杆的顶端又分别对应安装T形的托辊支架(17)，该托辊支架(17)由横板和竖柱组焊而成，在各托辊支架(17)的横板两端均安装轴承座，在各轴承座中用轴承对应安装托辊(12)，三个托辊(12)在矫正平台(10)上互成180°夹角设置，在各托辊轴的一侧的外伸端段上分别安装上链轮(13)，在各托辊支架(17)底部对应同侧用下支架均分别安装电机减速机(15)，在各电机减速机(15)的输出端分别安装下链轮(14)，在各上、下链轮(13、14)之间分别对应安装链条以传动，而各顶升油缸(16)的进、出油管对应外接液压站；

b、在各相邻的托辊(12)之间的中间部位的矫正平台(10)的上平面上又分别安装长方体垫块(11)，三个长方体垫块(11)也等宽等长等高等圆心距，也互成120°夹角设置，各长方体垫块(11)的顶面均高于各托辊(12)的最低高度；

c、在各相邻的托辊(12)和垫块(11)的外端段之间的中间部位的矫正平台(10)的上平面上又分别安装伺服油缸(7)，各伺服油缸(7)的活塞杆头均朝向矫正平台(10)的中心，各伺服油缸(7)的活塞杆的外伸端上分别安装顶矫板(23)，六只伺服油缸(7)在矫正平台(10)的上表面上互成60°夹角位置，在各伺服油缸(7)的进、出液压管路上均分别安装带伺服放大器(26)的电液伺服阀(27)，在各伺服油缸(7)上又分别安装位置传感器(25)，带信号线(29)的位置传感器(25)安装在伺服油缸(7)的油缸体的端部，并将传感器杆(28)插入活塞和活塞杆的中心盲孔中，信号线(29)和伺服放大器(26)对应相连接；

d、在矫正平台(10)上对应于矫正平台(10)的前后中心线安装门形梁(4)，该门形梁(4)主要由前、后门柱和压下横梁组成，小车轨道梁(3)就安装在压下横梁底面的中部，小车轨道梁(3)的外伸的悬臂端另用安装在地面上的立柱(8)所支撑，在压下横梁的底部前后对称地设置可平移的压下油缸(5)，即在压下横梁的下部前后对称地开设槽口下置的T形或燕尾形直槽，在前、后段T形或燕尾形直槽中均对应滑装滑块(24)，在各滑块(24)上分别开设前后向的螺纹通孔，在各螺纹通孔中又分别旋装螺杆，而在前后设置的滑块(24)的底部分别对应安装压下油缸(5)，同时，在前、后门柱的外侧壁上对应于压下横梁的部位分别安装支架板，在各支架板上分别安装电机减速机(15)，各电机减速机(15)的输出轴均用法兰盘与各螺杆对应相连接，各压下油缸(5)的进出油管与液压站对应相连接。

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