CN2872441Y - 数控辊筒装置 - Google Patents

Abstract

一种数控辊筒装置，属于化工机械材料成型设备领域。包括辊筒和工控微计算机，其特征在于：设置开关磁阻调速电动机通过传动机构连接辊筒，开关磁阻调速电动机连接控制器，控制器连接工控微计算机。由开关磁阻调速电动机驱动，可以数控辊筒的转速，使得数控辊筒装置具有无级调控、可靠性高和成型过程数字化等优点。

Description

数控辊筒装置

技术领域

本实用新型涉及一种数控辊筒装置，属于化工机械材料成型设备领域。

背景技术

辊压机、压延机、冷却辊和卷取辊等由辊筒装置组成的设备因需要调速而多由直流电机带动。直流电机因换向问题，价高、易损、不容易维修，这使辊筒的无级调速成为难题。近期变频调速正在发展中，但其存在电机低速时发热、力矩小、能耗大，效率低，调速范围窄，控制方式复杂，运行可靠性低等缺点。最新发展为交流伺服电机驱动，但其不仅控制方式复杂，运行可靠性低且价格昂贵。辊筒装置需要转速精确可控，这成为本领域难以解决的技术难题。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是：提供一种结构简单、成本低，工作效率高，能够微机智能数控辊筒的转速，解决本领域长期以来难以解决的技术难题的数控辊筒装置。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：该数控辊筒装置，包括辊筒和工控微计算机，其特征在于：设置开关磁阻调速电动机通过传动机构连接辊筒，开关磁阻调速电动机连接控制器，控制器连接工控微计算机。

所述的开关磁阻调速电动机通过传动机构连接辊筒，是指开关磁阻调速电动机通过齿轮传动和万向联轴器连接辊筒。

开关磁阻调速电动机输出轴连接小齿轮，小齿轮与大齿轮啮合传动，大齿轮连接万向联轴器，通过轴万向联轴器连接辊筒。

控制本实用新型的数控方法是：

把各种材料和制品厚度所对应的横压力F、物料的表观粘度η、物料的密度γ、超前系数、辊筒的间隙h、辊间存料厚度H、压延系数α的数值输入工控微计算机数据库存储，工作时，在工控微计算机上输入材料名称、制品厚度e、制品宽度b和启动转速n_S、启动时间t的工作参数数值，工控微计算机按公式(1)-(3)计算所需的转速n。

$v=\frac{F}{2\mathrm{\η}\·r\·b(\frac{1}{h}-\frac{1}{H})}---\left(1\right)$

式中：F为总的横压力(N)，η为物料的表观粘度(Pa·s)，v为辊筒的线速度(cm/s)，r为辊筒的半径(cm)，b为压延制品的宽度(cm)，h为辊筒的间隙(cm)，H为辊间存料厚度(cm)

$n=\frac{30}{\mathrm{\π}}\frac{v}{r}---\left(2\right)$

$n=\frac{30}{\mathrm{\π}}\frac{v}{r}---\left(3\right)$

n₀＝in                       (3)

式中n为辊筒转速，i为传动比，n₀为开关磁阻调速电动机转速。

与现有技术相比，该数控辊筒装置所具有的有益效果是：通过设置开关磁阻调速电动机提供辊筒动力，工控微计算机通过设定的计算方式，计算出电动机转速，给控制器指令，控制器调节开关磁阻调速电动机的转速。由开关磁阻调速电动机驱动，可以数控电动机的转速，实现辊筒装置转动数字化无级调控，达到辊筒装置能按照所加工产品的不同、工艺要求的不同和材料的不同而变化的目的。本实用新型的辊筒还具有起动性能好，对电网无冲击，传动安全可靠，稳定性高，使用寿命长，保护可靠，低速运行不发热，效率高，节能；清洁，安装和维修方便，成型过程数字化，信息容量大，操作直观方便，转速数字可调，在线设定、修改参数，在线监测动作状态，人机会话方式，文字提示等功能。

附图说明

图1是本实用新型数控辊筒装置的结构示意图。

图2是图1的控制原理框图。

图3是图1的电路原理图。

图1-3是本实用新型的最佳实施例，其中：1辊筒  2万向联轴器  3大齿轮  4小齿轮  5轴承  6轴  8机身。

U1(7)开关磁阻调速电动机  U2控制器  U3工控微计算机  U4键盘  U5显示屏。

具体实施方式

下面结合图1-3对本实用新型数控辊筒装置作进一步说明：

如图1所示：开关磁阻调速电动机7输出轴连接小齿轮4，小齿轮4与大齿轮3啮合传动，大齿轮3连接万向联轴器2，通过轴6，万向联轴器2连接辊筒1。

如图2所示：工控微计算机连接键盘和显示屏，连接控制器，控制器连接开关磁阻调速电动机，开关磁阻调速电动机连接传动机构，传动机构连接辊筒。

如图3所示的电路原理图，开关磁阻调速电动机U1的A1、A2、B1、B2、C1、C2端连接控制器U2的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，开关磁阻调速电动机U2的角度位置信号ANG端连接控制器U2的ANG端，控制器U2的RS232端连接工控微计算机U3的RS232端，键盘U4和显示屏U5连接工控微计算机U3。

在键盘和触摸屏上设置：点动按钮，手动按钮，自动按钮。

本实用新型数控辊筒装置的工作原理和工作过程如下：

在工控微计算机上输入材料名称、制品厚度e、制品宽度b和启动转速n_S、启动时间t的工作参数数值，工控微计算机按公式(1)-(3)计算所需的转速n。按下点动按钮，电动机启动点动状态，辊筒以n_S慢速转动，松开按钮，动作停止。按下手动按钮，辊筒以n_S慢速转动，到时间t为止，动作停止。按下自动按钮，辊筒以n_S慢速转动，到时间t后，辊筒以n转动。

工控微计算机按公式(4)计算出生产流量Q，自动生成生产报表。

屏幕通过图形及菜单显示输入运行数据所设定的参数和参数变化曲线。

Q＝60··v·e·b·γ·α            (4)

式中：Q为生产流量(kg/h)；为超前系数；v为辊筒线速度(m/min)；e为制品的厚度(m)；b为制品的宽度(m)；γ为物料的密度(kg/m³)；α为压延系数。

当需要多个辊筒装置组合在一起组成设备时，各辊筒的转速的计算公式可输入同一台工控微计算机，工控微计算机给各电机控制器发指令，控制电动机的转速。

当辊筒不需要调节径向距离时，可不用万向联轴器。当不需要精确调速时，齿轮传动可用皮带传动来代替。当辊筒的转速较高(n＞100r/min)时，可不用齿轮传动。当工艺变化时，辊筒转速的计算公式要做相应的变化。

电机控制器U2选用为SRD系列。工控微计算机U3可选用IPC610-P42.0/256M/40G工作平台，也可用微处理器(CPU)、单片机、可编程计算机、可编程控制器(PLC)等具有计算处理功能的单元来代替。显示屏U5可选用触摸式显示屏。当电机控制器的显示屏和键盘改为通用显示屏和键盘时，可把显示屏、键盘、工控微计算机和电机控制器集成为一箱体。

本实用新型的数控辊筒装置可用于辊压机、压延机、冷却辊、卷取辊、输送带轮等设备。

Claims (4)

1、数控辊筒装置，包括辊筒和工控微计算机，其特征在于：设置开关磁阻调速电动机通过传动机构连接辊筒，开关磁阻调速电动机连接控制器，控制器连接工控微计算机。

2、根据权利要求1所述的数控辊筒装置，其特征在于：所述的开关磁阻调速电动机通过传动机构连接辊筒，是指开关磁阻调速电动机通过齿轮传动和万向联轴器连接辊筒。

3、根据权利要求2所述的数控辊筒装置，其特征在于：开关磁阻调速电动机(7)输出轴连接小齿轮(4)，小齿轮(4)与大齿轮(3)啮合传动，大齿轮(3)连接万向联轴器(2)，通过轴(6)，万向联轴器(2)连接辊筒(1)。

4、根据权利要求1所述的数控辊筒装置，其特征在于：开关磁阻调速电动机U1的A1、A2、B1、B2、C1、C2端连接控制器U2的A1、A2、B1、B2、C1、C2端，开关磁阻调速电动机U2的角度位置信号ANG端连接控制器U2的ANG端，控制器U2的RS232端连接工控微计算机U3的RS232端，键盘U4和显示屏U5连接工控微计算机U3。

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