擠壓機(jī)供錠器的研究進(jìn)展

石如磐，李其秀

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原 030024）

擠壓機(jī)供錠器的研究進(jìn)展

石如磐，李其秀

（太原重工股份有限公司技術(shù)中心，山西太原 030024）

供錠器是一種擠壓機(jī)上料機(jī)構(gòu)。本文簡(jiǎn)述了幾種供錠器的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和應(yīng)用現(xiàn)狀。重點(diǎn)介紹了新型的伸縮式供錠器，具有速度快、運(yùn)行平穩(wěn)、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)，技術(shù)居國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。對(duì)于同類設(shè)備的設(shè)計(jì)與制造具有一定參考價(jià)值。

機(jī)械制造；供錠器；擠壓機(jī)；伸縮式

1 引言

隨著擠壓機(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展，各種金屬和非金屬擠壓機(jī)不斷更新?lián)Q代。伴隨著這一進(jìn)步，配套的機(jī)械化設(shè)備之一供錠器技術(shù)也有了長(zhǎng)足進(jìn)展。供錠器是擠壓機(jī)的上料機(jī)構(gòu)，在擠壓機(jī)上所起的作用不可或缺。供錠器按照供錠方式可以分為擺臂式、平移雙層式、伸縮平移式、斜推式[1]等等。無(wú)論采用何種結(jié)構(gòu)，都應(yīng)嚴(yán)格遵循下列原則：

（1）接錠準(zhǔn)確。準(zhǔn)確地受錠是供錠器的首要功能。

（2）抓錠牢靠。不管是托舉、抓取還是夾緊，鉗口要牢靠地抓緊錠子。

（3）運(yùn)錠平穩(wěn)。運(yùn)錠時(shí)供錠器運(yùn)行要平穩(wěn)。

（4）供錠準(zhǔn)確。進(jìn)入機(jī)內(nèi)后，錠子能從鉗口上準(zhǔn)確地供入擠壓筒。

此外，供錠器供錠動(dòng)作應(yīng)簡(jiǎn)單，運(yùn)行速度要快，便于操作和維護(hù)。本文對(duì)幾種典型供錠器結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)進(jìn)行分析，希望為供錠器設(shè)計(jì)提供一定參考。

2 擺臂式供錠器

擺臂式供錠器由油缸驅(qū)動(dòng)，安裝于機(jī)架外側(cè)的地面上。接錠位置在機(jī)架外側(cè)，供錠位置在擠壓筒后部，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。

錠子處于供錠器夾鉗內(nèi)，小臂2收緊，擺臂3處于擠壓機(jī)機(jī)外，供錠器處于托舉狀態(tài)，然后擺臂油缸4推動(dòng)擺臂3由機(jī)外旋轉(zhuǎn)至擠壓中心，擠壓桿前進(jìn)，錠子進(jìn)入擠壓筒超過錠長(zhǎng)1/2后，小臂2落下，同時(shí)擺臂3旋出。此供錠器動(dòng)作簡(jiǎn)單，占地面積?。蝗秉c(diǎn)是擺臂旋轉(zhuǎn)，供錠中心調(diào)節(jié)困難。擺臂式供錠器一般用于長(zhǎng)行程后上料擠壓機(jī)。

圖1 擺臂旋轉(zhuǎn)式供錠器

3 平移雙層式供錠器

平移雙層式供錠器安裝于機(jī)架外側(cè)，供錠位置在模具端面，結(jié)構(gòu)如圖2所示。

這種供錠器夾緊部分采用上下夾鉗三爪定位[4]，運(yùn)動(dòng)部分采用上下雙層活動(dòng)架，上層活動(dòng)架2安裝在下層活動(dòng)架4上。當(dāng)油缸2驅(qū)動(dòng)下層活動(dòng)架4前進(jìn)時(shí)，上層活動(dòng)架2隨之一同運(yùn)動(dòng)；下層活動(dòng)架4前進(jìn)距離S下后，上層活動(dòng)架2在油缸1驅(qū)動(dòng)下繼續(xù)前進(jìn)距離S上，上層活動(dòng)架2鉗口內(nèi)的錠子實(shí)際行程S由兩部分組成，即S=S下+S上。每個(gè)驅(qū)動(dòng)油缸行程都小于錠子的行程，供錠器長(zhǎng)度較小。缺點(diǎn)是活動(dòng)架的位置控制比較困難，穩(wěn)定性差。

圖2 平移雙層式供錠器

4 平移伸縮式供錠器

我公司通過對(duì)多種形式的供錠器進(jìn)行分析，結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)制造出了一種新型的平移伸縮式供錠器。該供錠器設(shè)置于擠壓機(jī)中心線外側(cè)、且緊靠模具端面的外延線，可將坯錠水平送至壓機(jī)的中心。

4.1 機(jī)械結(jié)構(gòu)

平移伸縮式供錠器的機(jī)械結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 平移伸縮式供錠器

供錠器鉗口由活動(dòng)鉗口7和固定鉗口8組成，活動(dòng)鉗口7可根據(jù)坯錠長(zhǎng)度向固定鉗口8自動(dòng)靠攏，甚至相互完全重合。

工作流程如下：托舉油缸6將供錠器鉗口托起，由推錠裝置將錠子推入供錠器活動(dòng)鉗口，并測(cè)出錠子的長(zhǎng)度。伺服電機(jī)10啟動(dòng)，與滾珠絲杠傳動(dòng)系統(tǒng)11共同作用，使供錠器的活動(dòng)鉗口7根據(jù)錠長(zhǎng)自動(dòng)伸縮，保證錠子的一個(gè)端面保持在活動(dòng)鉗口外側(cè)一定距離。這樣供錠器進(jìn)入擠壓機(jī)中心后，擠壓桿既可以將錠子頂壓在模具端面上，又不會(huì)與鉗口干涉。安裝于底座1上的驅(qū)動(dòng)油缸3驅(qū)動(dòng)齒輪齒條裝置5，使活動(dòng)架4在底座1的導(dǎo)軌上水平直線進(jìn)入擠壓中心。液壓緩沖器9可以緩沖減震，防塵罩2可以防止粉塵等污染導(dǎo)軌。

該供錠器除了結(jié)構(gòu)新穎、動(dòng)作簡(jiǎn)單、占地小、加工工藝好之外，還具有如下特點(diǎn)[2]：

（1）供錠器鉗口可以伸縮適應(yīng)不同長(zhǎng)度的錠子；

（2）供錠器鉗口托舉錠子而非夾緊，錠子定位準(zhǔn)確；

（3）導(dǎo)向裝置采用的是Rexroth滾珠導(dǎo)軌導(dǎo)向系統(tǒng)，精度高，抗偏載能力強(qiáng)，運(yùn)行平穩(wěn)；

（4）利用齒輪齒條嚙合傳動(dòng)，油缸行程不加長(zhǎng)，但供錠器可以前進(jìn)雙倍于油缸行程的距離，運(yùn)行速度快；

（5）液壓緩沖器減震降噪；防塵罩減輕粉塵污染，更加人性化。

4.2 液壓系統(tǒng)

供錠器的液壓系統(tǒng)包括油缸、比例電磁閥、液控單向閥、平衡閥等，集成于一個(gè)閥塊上。由一個(gè)恒壓泵提供壓力油，工作壓力10MPa可調(diào)。比例電磁閥可以實(shí)現(xiàn)供錠器的速度柔性調(diào)節(jié)，減小沖擊和噪聲；平衡閥可以實(shí)現(xiàn)保壓功能。

4.3 工藝適用性

平移伸縮式供錠器工藝適用性很強(qiáng)，可供錠子直徑從 ?178mm到 ?510mm，長(zhǎng)度從 380mm到1900mm，已成功應(yīng)用于 20MN、25MN、36MN、55MN、75MN、95MN、100MN、110MN 等系列短行程前上料擠壓機(jī)。自投入使用以來(lái)，設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)一直良好。

5 結(jié)論與展望

性能優(yōu)越的新型供錠器，能夠大大提高擠壓機(jī)生產(chǎn)效率，節(jié)約生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。我們有必要結(jié)合國(guó)內(nèi)外先進(jìn)擠壓機(jī)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)工藝，消化吸收，不斷探討供錠器的結(jié)構(gòu)形式、供錠方法、控制方式、加工工藝等，使供錠器更高效、可靠，從而使我國(guó)擠壓機(jī)整機(jī)水平得到進(jìn)一步提升。

[1] 魏 軍.金屬擠壓機(jī)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2005，7.

[2]太原重工股份有限公司.一種用于鋁合金擠壓機(jī)的自適應(yīng)機(jī)械手[P].2010-07-07.

[3] 哈爾濱工業(yè)大學(xué)理論力學(xué)教研組.理論力學(xué)[M].北京：高等教育出版社，1997.

[4] 郭玉璽，李景莉，趙國(guó)棟.短行程鋁擠壓機(jī)前上料系統(tǒng)及夾鉗式自適應(yīng)供錠機(jī)械手[J].有色金屬加工，2005，（3）：34-36.

[5] 劉振堂.我國(guó)鍛壓機(jī)械行業(yè)現(xiàn)狀概況[J].鍛壓裝備與制造技術(shù)，2011，（4）：9-15.

The research development of billet loader for extrusion press

SHI Rupan，LI Qixiu
（Technology Center of Taiyuan Heavy Industry Co.,Ltd.,Taiyuan 030024,Shanxi China）

The structure and application of different billet loaders have been briefly introduced in the text.The new telescopic billet loader,with fast&stable movement and strong adaption,has been described emphasized.The new process is a leader in China,which provides reference for design and manufacture of similar device.

Billet loader;Extrusion press;Telescopic

TG315.4

A

1672－0121（2012）02－0053－02

2011-11-29

石如磐（1978-），男，工程師，從事鍛壓設(shè)備設(shè)計(jì)研發(fā)