CN102319739A - 二辊斜轧穿孔机辗轧角调整装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种二辊斜轧穿孔机辗轧角调整装置，包括二辊斜轧穿孔机、液压机构、位置传感器、液压马达、侧压螺丝、丝杠、可编程序控制器和人机界面；二辊斜轧穿孔机包括左轧辊和右轧辊，左轧辊、右轧辊为鼓形轧辊，左轧辊通过两个侧压螺丝连接两个液压机构，每个液压机构连接一个液压马达，两个液压机构之间通过丝杠连接，液压机构还分别连接一个位置传感器；右轧辊和左轧辊的连接方式相同，右轧辊也通过两个侧压螺丝连接两个液压机构，每个液压机构连接一个液压马达，两个液压机构之间通过丝杠连接，液压机构还分别连接一个位置传感器；四个位置传感器连接可编程序控制器，可编程序控制器连接人机界面。

Description

二辊斜轧穿孔机辗轧角调整装置

技术领域

本发明属于钢管生产中穿孔机孔型调整的技术领域，具体涉及二辊斜轧穿孔机辗轧角调整装置。

背景技术

穿孔机是将实心管坯穿制成空心毛管的设备。根据穿孔机的结构和穿孔过程变形特点的不同，穿孔机可分为两大类，一类是压力穿孔机和推轧穿孔机；另一类为斜轧穿孔机。二辊斜轧穿孔是由两个相对于轧制中心线倾斜布置的主动轧辊、两个固定不动的导板或主动旋转的导盘和一个位于中间的随动顶头构成一个环形封闭孔型，调整轧辊辗轧角是控制孔型的的重要步骤之一。

目前对于二辊斜轧穿孔机辗轧角的调整通常采用手动调节，首先要卸下两个侧压液压机构之间的锁紧丝杠，然后分别控制这两个液压机构，使其带动侧压螺丝旋进或旋出，从而把轧辊调整到需要的角度，角度正确与否通过转鼓上的倾角指示盘来检查，角度调整好后再把丝杠安装归位，锁紧两个液压机构，以保证在调整轧辊距和轧制过程中辗轧角固定不变。以上是一个轧辊辗轧角的调节过程，另一个轧辊也要按同样步骤操作。

所以这种手动调整方式耗时较长，人工劳动强度大。根据轧制规格的不同，孔型也就不同，因此调整辗轧角是必不可少的过程。手动方式已经制约了改变轧制规格时的调整节奏。

发明内容

本发明的目的是为了解决调整辗轧角的传统方式过程较为繁琐，调整周期比较长，耗费人工比较多，提出了一种二辊斜轧穿孔机辗轧角调整装置。

本发明的一种二辊斜轧穿孔机辗轧角调整装置，包括二辊斜轧穿孔机、液压机构、位置传感器、液压马达、侧压螺丝、丝杠、可编程序控制器和人机界面；

二辊斜轧穿孔机包括左轧辊和右轧辊，左轧辊、右轧辊为鼓形轧辊，左轧辊通过两个侧压螺丝连接两个液压机构，每个液压机构连接一个液压马达，两个液压机构之间通过丝杠连接，液压机构还分别连接一个位置传感器；右轧辊和左轧辊的连接方式相同，右轧辊也通过两个侧压螺丝连接两个液压机构，每个液压机构连接一个液压马达，两个液压机构之间通过丝杠连接，液压机构还分别连接一个位置传感器；四个位置传感器连接可编程序控制器，可编程序控制器连接人机界面；通过人机界面输入辗轧角的目标值，将目标值输出至可编程序控制器；四个位置传感器分别检测四个侧压螺丝的实际位置，并将侧压螺丝的实际位置输出给可编程序控制器，可编程序控制器得到辗轧角反馈值；可编程序控制器比较目标值与反馈值，调整液压机构，改变侧压螺丝的位移，形成闭环，调整辗轧角反馈值，使其与辗轧角目标值一致；

所述的可编程序控制器获取辗轧角反馈值具体为：以轧辊水平位置为初始位置，S是两个侧压螺丝从初始位置开始旋进或旋出的行程，行程一致，则辗轧角θ为：

θ＝arctg(2＊S/L)

式中：S为侧压螺丝行程，L为轧辊轴向长度，L是已知长度，S通过位置传感器测得；

所述的可编程序控制器比较辗轧角目标值与辗轧角反馈值后，将角度差值转换为侧压螺丝行程，具体为：已知需要调整的轧辊的辗轧角θ，通过控制侧压螺丝的行程使轧辊运行到设定的角度，将辗轧角θ转换成侧压螺丝的行程S为：

S＝L/2＊tgθ

因为调整辗轧角时轧辊是围绕轧辊轴心转动，所以一个侧压螺丝的行程是+S，另一个侧压螺丝的行程是-S，将行程+S、-S作为侧压螺丝各自运行的目标值，位置传感器检测侧压螺丝的实际位置，把检测的实际位置作为各自的实际值，两套液压机构行成了两个独立的位置闭环，同时驱动两套液压机构动作。

本发明的优点在于：

本发明在整个操作过程只需要一个操作人员在人机界面上输入数据，实现辗轧角自动控制，从而简化了调整过程，缩短了调整时间，降低了人工劳动强度。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是辗轧角计算方法示意图；

图3是辗轧角位置闭环示意图；

图中：

1-左辊                2-右辊                3-液压机构

4-位置传感器          5-液压马达            6-侧压螺丝

7-丝杠                8-轧制中心线          9-轧辊水平中心线

10-辗轧角θ           11-可编程控制器       12-人机界面

具体实施方式

下面将结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明是一种二辊斜轧穿孔机辗轧角调整装置，如图1所示，包括二辊斜轧穿孔机、液压机构3、位置传感器4、液压马达5、侧压螺丝6、丝杠7、可编程序控制器11和人机界面12。

二辊斜轧穿孔机包括左轧辊1和右轧辊2，左轧辊1、右轧辊2为鼓形轧辊，左轧辊1通过两个侧压螺丝6连接两个液压机构3，每个液压机构3连接一个液压马达5，两个液压机构3之间通过丝杠7连接，液压机构3还分别连接一个位置传感器4。

右轧辊2和左轧辊1的连接方式相同，右轧辊2也通过两个侧压螺丝6连接两个液压机构3，每个液压机构3连接一个液压马达5，两个液压机构3之间通过丝杠7连接，液压机构3还分别连接一个位置传感器4。

四个位置传感器4连接可编程序控制器11，可编程序控制器11连接人机界面12。

通过人机界面12输入辗轧角的目标值，将后将目标值输出至可编程序控制器11；四个位置传感器4分别检测四个侧压螺丝6的实际位置，并将侧压螺丝6的实际位置输出给可编程序控制器11，可编程序控制器11得到辗轧角反馈值；可编程序控制器11比较目标值与反馈值，调整液压机构3，形成闭环，调整辗轧角反馈值，使其与辗轧角目标值一致。

所述的可编程序控制器11获取辗轧角反馈值具体为：如图2，以轧辊水平位置为初始位置，S是两个侧压螺丝6从初始位置开始旋进或旋出的行程，行程一致，就可以保证轧辊围绕轧辊轴心转动。则辗轧角θ为：

θ＝arctg(2＊S/L)

式中：S为侧压螺丝行程，L为轧辊轴向长度，L是已知长度，S可以通过位置传感器4测得。

所述的可编程序控制器11比较辗轧角目标值与辗轧角反馈值后，将角度差值转换为侧压螺丝6行程，具体为：已知需要调整的轧辊的辗轧角θ，通过控制侧压螺丝6的行程使轧辊运行到设定的角度，将辗轧角θ转换成侧压螺丝6的行程S为：

S＝L/2＊tgθ

因为调整辗轧角时轧辊是围绕轧辊轴心转动，所以一个侧压螺丝6的行程是+S，另一个侧压螺丝6的行程是-S，将行程+S、-S作为侧压螺丝6各自运行的目标值，位置传感器4检测侧压螺丝6的实际位置，把检测的实际位置作为各自的实际值，两套液压机构3行成了两个独立的位置闭环，如图3，可以同时驱动两套液压机构3动作。

工作过程：

左轧辊1和右轧辊2有水平中心线9，二辊斜轧穿孔机的有轧制中心线8，当轧辊的水平中心线9与轧制中心线8保持水平时，辗轧角度是0°，如图1中左辊1的辗轧角是0°，右辊2的辗轧角是θ。通过人机界面12设定辗轧角度，人机界面12将辗轧角度输出至可编程序控制器11，可编程序控制器11将辗轧角度作为目标值，四个液压马达5启动，驱动四个液压机构3，左轧辊1一侧的两个液压机构3通过丝杠7锁紧，两个液压机构3通过两个侧压螺丝6将左轧辊1推进和拉出，两个位置传感器4分别检测两个侧压螺丝6的实际位置，将两个侧压螺丝6的实际位置输出至可编程序控制器11。右轧辊2一侧的两个液压机构3通过丝杠7锁紧，两个液压机构3通过两个侧压螺丝6将右轧辊2推进和拉出，两个位置传感器4分别检测两个侧压螺丝6的实际位置，将两个侧压螺丝6的实际位置输出至可编程序控制器11。可编程序控制器11通过侧压螺丝6的实际位置得到左轧辊1和右轧辊2的辗轧角，可编程序控制器11将得到的辗轧角反馈值与辗轧角度目标值进行比较，然后的控制命令，将控制命令输出至液压机构3，左轧辊1一侧的两个液压机构3带动两个侧压螺丝6一个向前旋进一个向后旋出，使轧辊围绕轴心轴向转动，形成辗轧角。右轧辊2一侧的两个液压机构3带动两个侧压螺丝6一个向前旋进一个向后旋出，使轧辊围绕轴心轴向转动，形成辗轧角。当辗轧角反馈值与辗轧角目标值一致时，也就是轧辊到达设定的辗轧角度时，液压机构3停止运行，一个轧辊的辗轧角调整过程结束。

本发明可以实现穿孔机辗轧角自动调整，从而缩短改变轧制规格时的调整时间。

Claims (1)

1.一种二辊斜轧穿孔机辗轧角调整装置，其特征在于，包括二辊斜轧穿孔机、液压机构、位置传感器、液压马达、侧压螺丝、丝杠、可编程序控制器和人机界面；

二辊斜轧穿孔机包括左轧辊和右轧辊，左轧辊、右轧辊为鼓形轧辊，左轧辊通过两个侧压螺丝连接两个液压机构，每个液压机构连接一个液压马达，两个液压机构之间通过丝杠连接，液压机构还分别连接一个位置传感器；右轧辊和左轧辊的连接方式相同，右轧辊也通过两个侧压螺丝连接两个液压机构，每个液压机构连接一个液压马达，两个液压机构之间通过丝杠连接，液压机构还分别连接一个位置传感器；四个位置传感器连接可编程序控制器，可编程序控制器连接人机界面；通过人机界面输入辗轧角的目标值，将目标值输出至可编程序控制器；四个位置传感器分别检测四个侧压螺丝的实际位置，并将侧压螺丝的实际位置输出给可编程序控制器，可编程序控制器得到辗轧角反馈值；可编程序控制器比较目标值与反馈值，调整液压机构，改变侧压螺丝的位移，形成闭环，调整辗轧角反馈值，使其与辗轧角目标值一致；

所述的可编程序控制器获取辗轧角反馈值具体为：以轧辊水平位置为初始位置，S是两个侧压螺丝从初始位置开始旋进或旋出的行程，行程一致，则辗轧角θ为：

θ＝arctg(2＊S/L)

式中：S为侧压螺丝行程，L为轧辊轴向长度，L是已知长度，S通过位置传感器测得；

所述的可编程序控制器比较辗轧角目标值与辗轧角反馈值后，将角度差值转换为侧压螺丝行程，具体为：已知需要调整的轧辊的辗轧角θ，通过控制侧压螺丝的行程使轧辊运行到设定的角度，将辗轧角θ转换成侧压螺丝的行程S为：

S＝L/2＊tgθ

因为调整辗轧角时轧辊是围绕轧辊轴心转动，所以一个侧压螺丝的行程是+S，另一个侧压螺丝的行程是-S，将行程+S、-S作为侧压螺丝各自运行的目标值，位置传感器检测侧压螺丝的实际位置，把检测的实际位置作为各自的实际值，两套液压机构行成了两个独立的位置闭环，同时驱动两套液压机构动作。

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