一種新的冷軋管機變形區(qū)內表面潤滑方案

李小榮 郭琳 曹世奇

摘要：文章提出了一種新的冷軋管機變形區(qū)內表面潤滑方案。該方案將離線潤滑和在線潤滑合為一體，工作中依據需要選取其中一種，同時實現了大規(guī)格管坯在線定時定量潤滑和小規(guī)格管坯離線定量潤滑，并從方案上解決了離線潤滑滴油不好收集的問題。該方案采用全自動控制方法，實際使用效果良好。

關鍵詞：冷軋管機;管坯內表面的潤滑;離線潤滑;在線潤滑

0? 引言

在冷軋管機的軋制過程中，變形區(qū)域的潤滑條件是影響工模具壽命和成品管質量的重要因素，而由于位置原因，變形區(qū)域管坯內表面的潤滑是潤滑的難點，一直以來采用專用的機構實現。傳統(tǒng)的潤滑機構分為兩大類：一類是軋制過程中通過中空芯棒桿間歇的向變形區(qū)域內管坯內表面注入潤滑油;另一類是上料前向料架上的管坯內部注入潤滑油，油隨著管坯被帶到變形區(qū)。這兩種專用潤滑機構分別稱為在線潤滑機構和離線潤滑機構。各軋機依據實際需要選取其中一種。本文介紹的是一種將離線潤滑與在線潤滑合為一體的新方案，即用一個機構既實現離線潤滑功能，又實現在線潤滑功能，采用全自動工作模式，打油間隔時間和打油時間均可在人機界面上調整，適用于小型連續(xù)上料型冷軋管機。

1? 結構形式

新方案潤滑機構主要分為油缸、擺臂、支座、集油底座四大部分，具體結構形式如圖1所示。

新潤滑機構布置于軋制線上，位于上料臺架與裝料床身之間。油缸安裝于軋制線側面且位于裝料床身側，使其不影響上料臺架高度。油缸工作使擺臂沿預定軌跡移動。在線出油口與離線出油口分別位于擺臂底部的兩端。集油底座將在線出油口、離線出油口及管坯端部流出的潤滑油收集，通過回油管路流回潤滑站。

2? 工作原理

2.1 新潤滑機構潤滑站的工作原理

潤滑機構潤滑站的原理圖如圖2所示。將車間氣源與氣動三聯(lián)件相連，再連通電磁閥，并在電磁閥上安裝消音器，最后連通氣動泵。氣動泵安裝于油箱蓋上，出油口用軟管連出，以方便打開油箱蓋添加潤滑油。

潤滑機構工作時，先接通車間氣源控制閥，將氣源送至潤滑機構。氣源經過氣動三聯(lián)件凈化、調壓，到達電磁閥。電磁閥得電，則氣動泵啟動，油箱中的潤滑油經膠管輸出到硬管油路。電磁閥失電，則氣動泵停止，膠管停止輸出潤滑油。

定期向油箱中加入潤滑油，保證設備正常運行。油箱中的潤滑油液位低于設定最低液位時，液位計發(fā)出報警信號。此時，冷軋管機自動停機，在人機界面上出現內表面潤滑油箱液位低報警提醒，提醒操作人員為該油箱添加潤滑油。

2.2 新潤滑機構硬管油路的工作原理

潤滑機構硬管油路如圖3所示。潤滑站出油口經過硬管連接到三位四通雙電磁鐵電磁閥塊，閥塊共有P口、T口、S1口和S2口共四個油路口。P口連接潤滑站出油口;T口不接通;S1口、S2口分別與在線潤滑、離線潤滑相連。

潤滑機構不工作時，電磁閥的兩個電磁鐵均不得電，閥芯處于中間位置，P口與S1口、S2口均不接通，S1口和S2口都無潤滑油流過。S1口側電磁鐵得電時，閥芯位于S1口側，P口與S1口接通，S1口流過潤滑油，在線潤滑機構工作。反之，S2口側電磁鐵得電時，閥芯位于S2口側，P口與S2口接通，S2口流過潤滑油，離線潤滑機構工作。

3? 全自動控制方案

開機后，依據實際生產規(guī)格需要，在人機界面或操作臺上的旋鈕處，手動選擇潤滑裝置的工作模式，即離線潤滑或在線潤滑模式中的一種。未選擇時，按上次工作模式執(zhí)行。兩種模式的潤滑過程均為全自動控制。

3.1 離線潤滑方式的全自動控制

離線潤滑方式的全自動控制方案如圖4所示。設備程序執(zhí)行至上料階段，若上料架料槽有無料檢測發(fā)出無料信號時，潤滑機構不工作，設備不上料，在人機界面上出現料架無料提醒;若上料架料槽有無料檢測發(fā)出有料信號時，潤滑機構油缸動作，使打油桿落下。此時，送料機構電機轉動，帶動送料輥轉動，且送料機構油缸動作，使送料輥夾持住管坯，將坯料從上料架料槽送入打油桿上的打油嘴。打油泵啟動，油流入管坯內表面。打油泵工作設定時間后，打油泵停止。此時，送料機構電機反轉，帶動送料輥反轉，夾持坯料退回至脫離打油嘴。潤滑機構油缸動作，使打油桿抬起。此時送料機構工作，將料送入下一工作區(qū)域。最后，上料架油缸動作，將料架上的下一支坯料撥入料槽，等待下一次上料。

打油泵的工作時間長度在人機界面上可以調整。依據不同管坯長度、不同管坯材質，選取適當的工作時間長度。

3.2 在線潤滑方式全自動控制

在線潤滑方式的全自動控制方案如圖5所示。設備程序執(zhí)行至上料階段，若上料架料槽有無料檢測發(fā)出無料信號時，潤滑機構不工作，設備不上料，在人機界面上出現料架無料提醒;若上料架料槽有無料檢測發(fā)出有料信號時，打油泵停止，潤滑機構油缸工作，使打油桿抬起。此時，送料機構電機轉動，帶動送料輥轉動，且送料機構油缸動作，使送料輥夾持住管坯，將坯料從上料架料槽送入下一個工作區(qū)域。接著，潤滑機構油缸工作，使打油桿落下，打油泵啟動并間歇工作，間歇地將潤滑油沿著芯棒桿中間孔送入變形區(qū)內表面。最后，上料架油缸動作，將料架上的下一支坯料撥入料槽，等待下一次上料。

打油泵的工作時間長度、啟動間隔時間長度，均可在人機界面上調整。依據不同管坯材質，選取適當的工作時間長度。

4? 油缸壓力控制

潤滑機構的工作油缸，在不同的工作狀態(tài)下，希望使用不同的工作壓力。在該油缸的液壓控制閥塊處設有減壓閥、壓力表。手動調整減壓閥，觀察壓力表上的壓力值，將壓力值調整至需要的數值后，鎖緊減壓閥調壓旋鈕，更換工作狀態(tài)時，依據需要，調整油缸壓力。

對于在線潤滑方式，擺臂落下時，在線潤滑出油口與芯棒桿尾椎配合，油間歇地通過芯棒桿上的中間通孔到達變形區(qū)域，對管坯內壁與芯棒外表面進行潤滑。此時，若油缸壓力過大，則出油嘴與芯棒桿接觸面壓力大，接觸面磨損嚴重，且芯棒桿較細時尾部易彎曲，進而影響上料時管坯與芯棒的對中性。依據經驗，選取合適的壓力值，一般選2MPa左右。擺臂抬起時，希望抬起動作快，軋制節(jié)奏緊湊，所以此時選取系統(tǒng)壓力。

對于離線潤滑方式，擺臂落下時，在線潤滑出油口不與芯棒桿尾椎接觸，離線潤滑出油口與管坯直接無壓力接觸，所以此過程無需減壓，選取系統(tǒng)壓力，縮短工作時間。擺臂抬起時，希望抬起動作快，軋制節(jié)奏緊湊，所以此時選取系統(tǒng)壓力。

5? 新潤滑機構的特點

傳統(tǒng)的離線打油布置于上料臺架置料架側，打油后的管坯經撥料機構送入軋制線上，在此期間，潤滑油從管坯端部流出，沿著置料架至軋制線滴落至置料架底部、軋制線上。滴落面積較大，因此滴油不好收集且不美觀。新方案布置于軋制線上，潤滑后的管坯直接進入下一區(qū)域，潤滑油滴落面積相對較小。更因為新方案布置于軋制線上，且底部設有集油底座，使得管坯端部、離線潤滑油嘴和在線潤滑油嘴處滴落的潤滑油可以集中收集，通過配管流回潤滑站。

與傳統(tǒng)的離線潤滑和在線潤滑相比，新方案在實現小規(guī)格坯料離線潤滑的同時，還可以實現較大規(guī)格管坯的在線潤滑，擴大了潤滑機構的使用范圍。同時，實現了依據具體工藝，合理選取在線潤滑還是離線潤滑的潤滑方式。對于潤滑要求高的管坯，盡量選取在線潤滑，改善成品管質量。

6? 結束語

該新的冷軋管機變形區(qū)管坯內表面潤滑方案已經在多套冷軋管機設備上應用，實際應用情況表明，該方案潤滑效果良好、操作方式簡單、回油收集完全、成本造價低、縱向尺寸小。特別是回油收集完全、縱向尺寸小，使得設備及地面干凈環(huán)保，且縮短了送料裝置之間的間距。因此，該新的冷軋管機變形區(qū)管坯內表面潤滑方案值得推廣應用。

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