车轮论文关于车轮锯切自动下料系统论文范文参考资料

车轮论文关于车轮锯切自动下料系统论文范文参考资料 赵志刚，王文元 (太原重工股份有限公司，山西太原030024) 摘要：文章介绍了轨道交通车轮生产的工艺，针对传统的钢坯锯切下料存在加工效率低、加工质量难以保证等问题，在实际生产中引入了车轮锯切自动下料系统，对车轮锯切自动下料系统的工作原理、设备组成进行详细介绍。通过加工对比进一步证明，车轮锯切自动下料系统具有产品质量高、生产效率高、智能化等优点。 关键词：轨道交通：车轮锯切：自动下料 ：TP273 文献标志码.A DOI: 10.3969/j.issn.1674-9146.xx.08.111 随着经济的快速发展，城市综合规模迅速扩大，中国城市化进程不断加快，轨道交通的作用愈发突出。近30年来，中国城市轨道交通正逐步进入稳步、有序的快速发展阶段，尤其是近10年来，由于国家政策的正确引导和相关城市对规划建设轨道交通的积极努力，从发展速度、规模和现代化水平突显了后发优势。 “十三五”时期，我国将进入城市轨道交通建设大发展阶段，预计2020年规划线路里程将超过10000 km【1】。 车轮作为轨道交通最基本的行走部件，车轮的质量与轨道交通的安全运行密切相关。在安全运行的前提下，大规模推进铁路发展，与之伴随的成本管理成为重要的考虑内容，连续、大批量的生产组织是降低成本最有效的办法之一，如何实现车轮生产全自动以及车轮质量信息跟踪成为关键。车轮锯切作为车轮加工生产的第一个环节，对保证车轮加工生产的质量和提高效率起到至关重要的作用。 1传统车轮锯切工艺 车轮生产主要有六大步骤：钢坯锯切下料、加热、锻轧、热处理、加工和检测。原有的生产技术当中，钢坯锯切下料一般采用带锯床，由人工定尺，做好标记，利用起吊工具放置在带锯床上固定后进行切割。一般直径为380 mm钢锭的锯切时间约为20min所有工序全部依靠人工实现，生产效率低下且人为因素对产品质量有很大影响。传统的锯床无法保证切割钢坯的表面垂直度，从而对后续生产造成很大影响。 2车轮自动锯切工艺 为加快太原重工股份有限公司（简称太原重工）轨道交通产品的智能化生产步伐，快速响应市场需求，xx年底太原重工已建成投产“新建高速列车轮轴国产化项目”高速车轮生产线，新车轮生产线对锯切下料进行技术革新，采用高速圆盘锯、自动体积测量装置、来料定位系统、称重单元、自动条码机等，实现了车轮锯切下料的自动化、智能化，大幅度提高了工作效率380mm直径钢锭的锯切时间为2min： 传统锯床无法保证切割钢坯的表面垂直度，而新车轮生产线自动下料系统能够 _解决这个问题。其主体锯床采用高强度钢结构机身，入口及出口配套了坯料夹持装置，这样能够保证钢锭中心与切割面完全垂直，从而实现高效切割。全线生产过程高度自动化，从原材料上料开始到钢锭下线全部实现自动控制，能够满足现代化生产线高速运转的需求，其锯切下料流程见图1。 3车轮锯切自动下料系统介绍 车轮锯切自动下料系统具有自动化程度高、精度高等优点，主要包括：主锯机、定位装置、测量系统、入料辊道系统、称重装置、拖料及贴标装置。车轮锯切自动下料系统的组成见图2。 主锯机是由充满特殊钢筋混凝土的高强度钢制成，具有很高的刚性，并且具有很强的抵抗形变及震动作用。机床立柱进给导轨作为立柱的一部分与立柱固定在一起作为整体式结构，导轨上涂有抗磨损涂层。进给系统由一个倾斜的滚珠丝杠及一个支撑缸组成，当锯切坯料时，所需承受的重量由支撑液压缸配合滚珠丝杠进行平衡。正齿轮主驱动系统能够抵抗极大的扭矩。驱动系统由一台1PH7系列伺服电机驱动。齿轮采用油浴运行，由电机驱动锯盘进行切割。锯机的夹紧系统包括入口和出口两套夹紧装置，共四个水平液压夹爪以及两个压紧头，其中垂直夹紧头伸缩距离可以满足不足坯料的生产需要。夹紧后进行液压锁止，通过这套系统能够保证坯料切割面与坯料中心线基本垂直。 实现自动测量功能的是一套体积测量装置，该装置由三个呈120。夹角分布的SICK Laser Ruler激光测量头、一台交换机、一台HP数据服务器及两个定位测量轮组成。通过测量头对坯料进行取样，每隔4 mm对直径方向上的2 000个点进行一次取样，将采集到的数据传输到服务器中，采用VI与Labview软件将采集数据进行处理并计算出坯料的体积。坯料的长度通过两个定位轮测量，当来料时，测量轮提升一定位置，对材料长度进行测量：连同采样数据一并将数据传输到服务器中进行处理，再根据坯料密度及工艺重量计算切割长度。 来料定位系统中的一副液压驱动进料夹钳配合带有内置编码器的1FT6伺服电机驱动对坯料进行快速定位，当检测到坯料进入定位区域后，辊道自动配合定位夹钳运送坯料至锯机侧。定位系统精度高，速度快，机械误差1 mm。 称重系统主要由称重板、焊接底座、液压缸及安装在焊接底座中的四个称重单元以及检测元件组成。称重板由抗磨材料制造，称重台的提升以及下降由称重系统的液压缸驱动。称重系统的核心称重单元(Weighing Cell)为SARTORIUS公司的PR6041称重块，其通体采用不锈钢材质并经过铬酸盐处理，能够有效抵抗因环境温度变化而引起的变形，保证测量精度。称重系统配套PR1721总线控制箱，将称重单元与其直连获取称重数据，并通过RS232接口传输到客户端。称重校准可远程通过ASYMODEM软件进行，该系统的称重精度小于0.1%。 拖料装置采用型材和钢板焊接结构设计，由一组带有线性导轨的桁架以及一套磁力臂组成。磁力臂由伺服电机驱动在导轨上运动。磁力臂可将切割后的废料或钢坯移动至出口支撑板、称重台或*输送辊道上。该系统可推送的最大工件重量达1t多，拖动速度30 m/min。 贴标机用于打印和粘贴标签。旋转打标臂在磁力推送系统将被切坯料运输到*输送辊道上后进行贴标。贴标系统采用Zebra-打印机，能够适应苛刻的环境，锯切完成的数据通过RS232协议传输至贴标机，通过设定格式将信息自动打印并粘帖在标签上，标签上含有钢坯的所有信息。 锯切下料生产线能够实现坯料自动下料功能，主要是因为集成了一套闭环控制自动测量系统，该系统由体积测量系统、定位系统以及称重系统组成。测量系统根据实际反馈结果对切割长度进行调节来不断修正密度，以此保证钢坯质量保持在0.5 kg误差范围内。 4实例对比 在380 mm直径钢锭生产中，通过传统车轮锯切设备和车轮锯切自动下料系统进行现场加工对比，图3为利用传统车轮锯切设备加工的钢坯，图4为利用车轮锯切自动下料系统加工的钢坯，对比结果见表1。 钢坯锯切下料存在的加工效率低、加工质量难以保证等问题，在实际生产中引