全自动250辊锻机的设计与应用

刘俊如（天津市轩宇科技有限公司,天津 300400）



全自动250辊锻机的设计与应用

刘俊如
（天津市轩宇科技有限公司,天津 300400）

摘 要：随着绿色生产以及我国锻造事业的蓬勃发展，小型锻件的依旧在使用高耗能，高污染的锻造设备已不符合我国锻造行业的发展趋势，全自动250辊锻机以其结构简单、易操作、设备投资小、生产效率高、对厂房和基础的要求低、生产出的锻件质量精良等优点，得到了小型锻件生产厂家的认可，在我国小型锻件锻造成产中具有广阔的发展空间。

关键词：小型辊锻机；机械手；锻造设备；辊锻工艺

0 绪论

辊锻机是锻压设备的一种，它的原理是利用一对旋转方向相反的模具，使毛坯件在模具中产生塑性变形，从而得到所需形状的毛坯或锻件。ARWS型辊锻机是目前我国应用最广泛的辊锻机，但目前该系列辊锻机多用于大型或中型锻件的生产，没有适合小型锻件的机型，很多小型锻件厂仍在使用低效率，高耗能，工作环境极其恶劣的空气锤制坯，新型全自动250辊锻机的应用填补了国内小型辊锻机的空白，符合我国“绿色锻造”的发展趋势。

1 全自动250辊锻机的主要技术参数

辊锻模具直径（公称直径）……………………………………250mm

最大坯料尺寸…………………………………………………Φ35mm

最大轧制长度…………………………………………………380mm

单道次横向行程……………………………………………60-100mm

2 全自动250辊锻机的结构特点

2.1 辊锻机部分的结构特点

辊锻机部分主要包括机架部分，传动部分，离合器部分，制动器部分等。用于固定辊锻模具的两个轧辊，置于立柱两端的滑动轴承中，这两个轧辊通过两个齿轮啮合，由电动机通过三角皮带传动飞轮，飞轮与装在其中的气动单盘摩擦离合器置于高速轴上的滚动轴承中，在飞轮的另一侧面，在高速轴上装有单盘摩擦制动器。通过气阀控制离合器和制动器同时动作，使离合器结合，制动器打开。旋转运动由飞轮通过结合上的离合器传至制动器已松开的高速轴上。旋转运动由高速轴通过大齿轮继续传递到上轧辊。上轧辊和下轧辊通过具有1：1传动比的两个齿轮互相连接。

经过长时间的运转，辊锻模具经过修磨造成直径变小，这时轧辊的间距必须相应减小，通过中心距调节装置可以在一定范围内改变上下轧辊的间距。为了这个目的，下轧辊支撑在2个带齿的偏心套中，装在调整轴上的二个齿轮与偏心套相啮合,通过旋转这个调整轴可以改变轧辊间距离，调好的距离可以在一个标尺上读出。

为了能够改变轧辊间距离，连接上下轧辊的二个齿轮是长齿齿轮，由于中心距变化使长齿之间侧隙加大，所以设有一个齿隙补偿装置。

所有的重要润滑点都通过电动油脂泵自动供给润滑油。

2.2 机械手部分部分的结构特点

辊锻机到机械手的运动是通过一个曲柄摇杆机构来实现。在辊锻机立柱上预先加工的二个平面上装有一个横梁，横梁上装有一个由轴承支撑的摇臂。这种摇臂结构是与ARWS型辊锻机的滑块在导槽中运动的摇臂结构完全不同的，新型的摇臂结构更简单。转动着的轧辊通过安装在轧辊外侧轴颈上的凸轮装置将运动传给摇臂。摆动的摇臂通过一个推杆链接装置将运动传递给机械手的夹钳装置。通过这个传动，在正常的工作行程下可以得到一个机械手夹钳装置的快速纵向往返运动。

全自动250辊锻机的机械手部分由多个部件组成，主要包括夹钳装置、横移装置。

夹钳装置包括夹钳管和缓冲装置，在轧制过程中，夹钳的每次行程之后须旋转90度，机械手的运动是靠凸轮带动的，是个变加速运动的过程，所以与轧辊有速度差，为了弥补速度差，设计了缓冲装置，靠缓冲装置缓冲在轧制过程中轧辊的线速度和机械手的纵向速度。夹钳在轧制期间仅仅由轧制坯料引导。机械手的横移运动是通过伺服电机和丝杠来实现的，伺服电机具有体积小、动作快反应快、波动小运行平稳、高效率、后端编码器反馈精确等优点。

2.3 喂料器部分的结构特点

在喂料器支架上的一个滑动导向槽中安装了一个摆动的夹钳。这个夹钳从接料筒接纳加热好的毛坯，利用一个液压缸通过一个相应的杠杆和曲柄导向的一个棍子，把接料夹钳转到轧制平面上并向机械手夹钳方向移动，喂料器的导向部附有排尘器，喂料器支架固定在辊锻机机架上。喂料器进给动作采用两端控制使喂料器回程过程快，可以减少每个辊锻节拍的时间，提高生产效率。喂料器传送油缸进出所需要的液压油，由机械手的液压站供给。

2.4 缓冲器部分的结构特点

缓冲器机架安装在辊锻机横梁上，机架上装有一个气缸，由气缸带动滑块组件运动实现接料与送料动作。该部分还设有来料检测装置。缓冲器的主要作用是使加热炉出来的料不会直接到达喂料器，避免喂料器承受较大的冲击，另外，缓冲器能够对料的节拍进行控制，可以减少每个辊锻节拍的时间，提高生产效率。

3 全自动250辊锻机的优点与应用

全自动250辊锻机的控制系统采用国内外先进技术，控制系统采用带有可编程控制器（PLC）的人机界面控制。人机界面取样快，随时改变，所有参数设置都能在人机界面上进行设置，设备故障报警也能在人机界面显示。

全自动250辊锻机结构简单、易操作，具有设备投资小、生产效率高、对厂房和基础的要求低、生产出的锻件质量精良等优点。

目前新型的全自动250辊锻机主要应用在小五金工具，摩托车配件，餐具等小型锻件的锻造车间。

4 结束语

面对越来越严峻的环境压力，辊锻作为一种高效、节能的加工技术不应只在我国大中型锻件的生产中使用。新型的全自动250辊锻机也可以其他模锻设备组成自动生产线，技术经济效益十分显著。希望新型的全自动250辊锻机被越来越多的小型锻件的锻造厂家应用，让250辊锻机广泛应用于小型锻件的制坯辊锻或者成型辊锻中，为使用者带来更多经济效益，为我国的锻造行业的“绿色锻造”做出贡献。

参考文献：

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［4］李世彬.自动辊锻机械手的研究和设计［D］.吉林：吉林大学,2004.

［5］王海洋,程正举.浅谈“绿色锻造”在锻造车间工艺设计中的应用［J］.科技风,2010（21）：1.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.12.038

作者简介：刘俊如（1984-），河北廊坊人，学士学位，助理工程师，主要从事：设计锻压设备。