新型高速上料系統在高速薄板預處理線中的應用

檀金海

（齊齊哈爾斯潘塞重工裝備公司，黑龍江齊齊哈爾161002）

1 引 言

伴隨工業的迅速發展，各行業對產品質量要求普遍提高。鋼材預處理行業也迅猛發展起來，鋼材預處理線已成為許多企業必備的設備。目前國內預處理線的最快工作速度為6m/min。所采用的上料裝置均是天車或者電動葫蘆懸掛電磁鐵吸附單張鋼板, 然后通過橫移將鋼板放在鋼材預處理線的上料輥道上。這兩種上料系統配合6m/min 的工作速度已經是捉襟見肘，而且投入費用較大，得不償失。而且電磁鐵吸附鋼板還存在分張困難的問題，也嚴重影響上料效率。目前鋼材預處理線6m/min 的處理速度已不能與時俱進，為提高生產效率，我公司自主研發了高速薄板預處理生產線，工作速度能達到10～12m/min，處理效率提高一倍。但伴隨而來的是預處理線的上料問題，如果上料系統跟不上工作速度，則工作速度再快也是無法提高加工效率。為此我們研發了一種新型的上料系統，采用空氣吸盤分張，解決了磁鐵分張困難的問題。鋼板推送車與夾送輥配合，使部分上料節拍時間重合，保證鋼板不間斷輸送至上料輥道。天車上一次料可供生產線運行1h，且天車可以在1h 之內隨時給生產線上料備用，對天車的使用更加合理。

2 上料系統工作原理及功能實現

2.1 工作原理

鋼板推送車停止在板尾位置，鋼板分張系統將板尾分張，卡爪推送裝置將卡爪前送，到位后卡爪卡緊，鋼板分張系統松開，鋼板輸送車向前推送1m 進入夾送輥，卡爪松開，夾送輥落下夾送鋼板，同時鋼板推送車回到原來位置，繼續分張、卡緊，進入下一循環。

2.2 結構組成

該上料系統主要由夾送輥、鋼板分張系統、卡板卡爪、鋼板推送車，鋼板升降架等組成（如圖1 所示）。

圖1

2.2.1 夾送輥［1］

主要用于將鋼板推送車送來的鋼板繼續向前輸送。以往夾送輥主要存在的問題為輸送鋼板跑偏以及上夾送輥落下時不同步。此次進行了以下優化：

（1）上下夾送輥輥面均采用精加工而成。使上下夾送輥合攏時間隙保持一致。

（2）采用雙側氣缸驅動，齒輪齒條負責同步。由電機驅動絲杠可以很好地保證同步問題，也能提供輸送的鋼板正壓力，實現輸送。但是柔性差，容易損害絲杠。目前采用雙氣缸或液壓缸驅動，并且由一根通軸，穿過上夾送輥兩端的軸承座，并且在通軸兩端裝有齒輪，齒輪沿著安裝在導向框架的齒條上運動，很好地解決了同步的問題。但液壓系統相對氣動系統價格成本太高，所以通過氣缸帶動齒輪齒條傳動，即節約了成本，又實現了功能。

2.2.2 機架

用于鋼板推送車在其上面運動，由于不同板長，推送車需要在任意的某一位置做較精的往復運動，所以采用齒輪齒條傳動，重復精度高。

2.3.3 鋼板升降架

用于將一垛鋼板的最上面一張平穩送至標準高度，以實現鋼板在變形量很小的情況下向前輸送，減少夾送輥對鋼板造成塑性變形的可能性。升降架可由剪叉式液壓升降平臺、四個螺桿升降機以及兩個液壓缸加導柱驅動一個平臺升降實現。剪叉式液壓升降平臺能保證同步性，運行平穩，但是造價很高。螺旋升降機通過傘齒輪箱過渡連接，也可保證同步，但是在天車上料時對螺桿會有沖擊，容易損壞螺桿。由于鋼板推送車對于標準高度要求不是很高，且雙液壓缸加導柱結構并配合同步閥，同步精度能達到（3～5）mm/100mm，能夠滿足要求。并且落料平臺與油缸桿鉸接，無論在落料時還是在升降時都不會對缸桿造成損壞,成本較低。

2.2.4 鋼板分張系統［2］

用于把整垛鋼板在板尾處分張，方便鋼板推送車進行單張輸送。橫梁上裝有多個空氣吸盤，空氣吸盤與橫梁鉸接，因為鋼板分張時需要將板尾提高一定高度，方便卡板卡爪伸入，所以鉸接可以防止空氣吸盤的導桿損壞。吸盤的導套上下均設有彈簧，下側彈簧的作用是在吸盤與鋼板接觸時有一定的緩沖行程。上側彈簧作用是在吸盤放氣的時候能使吸盤迅速脫離鋼板，并彈開一定距離。吸盤分張解決了以往電磁鐵分張困難的問題，同時吸盤的結構形式也解決了剛性連接時吸盤導桿容易損壞的問題。橫梁兩端裝有直線導軌，橫梁中間由一鉸接的絲杠升降機驅動上下運動，重復精度高，如圖2 所示。

圖2

2.2.5 卡板卡爪系統

主要用于實現卡住分張系統吸起的板尾。橫梁上裝有多個卡爪，卡爪固定在一個通軸上，由氣缸驅動通軸旋轉，以實現卡爪的卡緊功能，解決了鋼板推送時鋼板跑偏問題。橫梁兩端設有直線導軌導向，并由兩個氣缸驅動橫梁帶動卡爪前進后退，以實現卡爪的前后往復運動，如圖3 所示。

2.2.6 鋼板推送車

主要用于鋼板向前推送至夾送輥,并且用于安裝鋼板分張系統以及卡板卡爪系統。由于鋼板向前推送，推送車需要提供的動力要大于鋼板與鋼板之間的摩擦力，所以需要車的自重較大，如果用減速機直接驅動車輪轉動提供動力，也可能存在打滑現象，造成重復精度不高，對整個設備運行的穩定性造成影響。所以采用齒輪齒條傳動，可以解決以上問題。

圖3

3 結 語

我公司自主研發了鐵路行業內首條高速薄板預處理生產線，并改造了與之配合的薄板高速上料系統，氣缸配合直線導軌滑塊驅動，運行平穩，響應快，重復精度高。空氣吸盤分張，運行穩定、效率高。此系統結構簡單，運行穩定，選型經濟。目前已經很好地滿足了高速的鋼板預處理線的上料要求。大大提高了生產效率，節約了勞動力。同時也為用戶大大節省了成本。

［1］ 胡宗武，徐履冰，石來德.非標準機械設備設計手冊［M］.北京：機械工業出版社，2009.

［2］ 成大先.機械設計手冊［M］.北京：化學工業出版社，2008.