CN105436820B - 一种径向热轧环件自动化生产线及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种径向热轧环件自动化生产线及生产工艺，该生产线包括从前至后依次设置的中频感应加热器、镦粗‑冲孔‑冲连皮压力机组、立式轧环机和整径压力机，该生产线还包括：下料转移装置、轧环机上料夹持装置、整径夹持装置以及控制装置；所述下料转移装置用于将所述中频感应加热器出料口处的原料夹持到镦粗‑冲孔‑冲连皮压力机组的入料口处，所述轧环机上料夹持装置用于将镦粗‑冲孔‑冲连皮压力机组出料口处的毛坯环件夹持到立式轧环机的入料口处，所述整径夹持装置用于将立式轧环机出料口处的成型环件夹持到整径压力机的入料口处。本发明实现了立式热轧环过程的自动化操作，既提高了生产效率，又降低了人工成本。

Description

一种径向热轧环件自动化生产线及生产工艺

技术领域

本发明属于立式轧环机技术领域，尤其涉及一种径向热轧环件自动化生产线及生产工艺。

背景技术

当前，在立式热轧环件的生产中，毛坯环件的上下料以及成型环件的上下料一般由人工操作完成，自动化程度较低，不确定性因素较多，导致立式热轧环机的自动化轧制水平和生产效率普遍较低，而且人工操作不当容易造成工伤事故，因此，提出一种能自动完成上下料作业的生产线对立式热轧环件全过程的自动化具有重要意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种径向热轧环件自动化生产线及生产工艺，它可以解决有技术存在的上下料不方便、操作复杂等问题，实现了立式热轧环过程的自动化操作，既提高了生产效率，又降低了人工成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

提供一种径向热轧环件自动化生产线，该生产线包括从前至后依次设置的中频感应加热器、镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机和整径压力机，该生产线还包括：下料转移装置、轧环机上料夹持装置、整径夹持装置以及控制装置；

所述下料转移装置安装在所述中频感应加热器与镦粗-冲孔-冲连皮压力机组之间，所述下料转移装置包括下料固定座、下料转移滑块、下料转移水平油缸、下料转移竖直油缸和下料滑道，所述下料转移滑块滑动安设于所述下料固定座的顶部，所述下料转移滑块上开设有接料孔，所述下料转移水平油缸水平安装在所述下料固定座的顶部、带动所述下料转移滑块在前后两个工作极限位置之间进行往复运动，所述下料转移竖直油缸竖直安装在所述下料固定座内，当下料转移滑块位于后工作极限位置时，所述接料孔位于下料转移竖直油缸的正上方，当下料转移滑块位于前工作极限位置时，所述接料孔与所述下料滑道的下端相连通，所述下料转移滑块的上端与所述中频感应加热器的出料口连接；

所述轧环机上料夹持装置安装在所述镦粗-冲孔-冲连皮压力机组与立式轧环机之间，所述轧环机上料夹持装置包括上料固定座、上料横向油缸、横向活动座、上料纵向油缸、纵向活动座、毛坯环件夹持端、毛坯环件滑道和毛坯环件支架，所述横向活动座横向滑动安设于所述上料固定座的顶部，所述上料横向油缸安装在所述上料固定座的顶部、带动所述横向活动座在前后两个工作极限位置之间运动，所述纵向活动座纵向滑动安设于所述横向活动座的顶部，所述上料纵向油缸安装在所述横向活动座的顶部、带动所述纵向活动座纵向移动，所述毛坯环件夹持端安装在所述纵向活动座的顶部，当毛坯环件夹持端位于后工作极限位置时，所述毛坯环件夹持端的中心与立式轧环机主轧辊的中心对正，当毛坯环件夹持端位于前工作极限位置时，所述毛坯环件夹持端的中心与设置在所述毛坯环件支架上的毛坯环件接料槽的中心对正，所述毛坯环件接料槽与毛坯环件滑道的下端连接，所述毛坯环件滑道的上端与镦粗-冲孔-冲连皮压力机组的出料口连接；

所述整径夹持装置安装在所述立式轧环机与整径压力机之间，所述整径夹持装置包括整径下料夹持机构和整径上料夹持机构；所述整径下料夹持机构包括整径下料固定座、整径下料油缸、整径下料夹持端、成型环件滑道和成型环件支架，所述整径下料夹持端滑动安设于所述整径下料固定座的顶部，所述整径下料夹持端上设置有旋转气缸，所述整径下料油缸水平安装在所述整径下料固定座的顶部、带动所述整径下料夹持端在前后两个工作极限位置之间运动，当整径下料夹持端位于前工作极限位置时，所述整径下料夹持端的中心与设置在所述成型环件支架上的成型环件接料槽的中心对正，所述成型环件接料槽与成型环件滑道的下端连接，所述成型环件滑道的上端与立式轧环机的出料口连接，当整径下料夹持端位于后工作极限位置时，旋转气缸带动整径下料夹持端旋转90°；所述整径上料夹持机构包括与整径下料固定座垂直设置的整径上料固定座、滑动安设于所述整径上料固定座上的整径上料夹持端，所述整径上料固定座上设有整径上料中转凸台，所述整径上料中转凸台的中心与整径下料夹持端旋转90°后的中心对正，所述整径上料夹持端用于将整径上料中转凸台上的成型环件运送至整径压力机上；

所述控制装置分别与所述中频感应加热器、镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机、整径压力机、下料转移装置、轧环机上料夹持装置和整径夹持装置电连接。

按上述技术方案，所述镦粗-冲孔-冲连皮压力机组包括从前之后依次设置的第一弧形夹持装置、镦粗压力机、第二弧形夹持装置、第一中转凸台、第三弧形夹持装置、冲孔压力机、第四弧形夹持装置、第二中转凸台、第五弧形夹持装置、冲连皮压力机和第六弧形夹持装置，所有弧形夹持装置均安装在一步进梁上。

按上述技术方案，所述镦粗-冲孔-冲连皮压力机组包括一个可同时完成镦粗、冲孔、冲连皮三个动作的多工位压力机，所述多工位压力机的一侧从前之后依次设置有第七弧形夹持装置、第八弧形夹持装置、第九弧形夹持装置和第十弧形夹持装置，所有弧形夹持装置均安装在一步进梁上。

按上述技术方案，所有弧形夹持装置的结构一样，均包括两个杆件、连接板、底座和夹持油缸，所述杆件的一端设有弧形槽、另一端设有折弯端，两个杆件的弧形槽相对设置，两个杆件的折弯端转动安装在底座上，两个杆件的折弯端之间通过两个连接板连接，所述连接板与折弯端之间转动连接，所述连接板的中部与夹持油缸的活塞杆连接，所述夹持油缸的缸体安装在底座上，所述底座安装在步进梁上。

按上述技术方案，所述中频感应加热器的出料口处设置有切刀。

按上述技术方案，所述镦粗-冲孔-冲连皮压力机组的冲连皮工位和整径压力机上分别安装有定心机构。

按上述技术方案，所述毛坯环件接料槽和成型环件接料槽的结构一样，均包括呈圆形布置的弧形块和限位块。

按上述技术方案，所述控制装置包括PLC控制器、限位开关、传感器和电磁阀，所述限位开关分别安装在每个工作极限位置处，所述传感器分别安装于镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机、下料转移装置、轧环机上料夹持装置和整径夹持装置上，所述电磁阀分别安装于每个油缸和气缸处，所述PLC控制器的输入端分别与所有传感器和限位开关连接，PLC控制器的输出端分别与所有电磁阀连接。

按上述技术方案，所述限位开关包括带有沉头孔的金属块，所述金属块通过设置在其沉头孔内的螺栓固定安装在相对应的固定座上。

相应的，本发明还提供一种径向热轧环件自动化生产工艺，包括以下步骤：

S1、加热原料：将原料放在中频感应加热炉中加热，加热到一定温度后保持恒温；

S2、下料：加热后的原料经下料转移装置的下料滑道落入下料转移滑块的接料孔内，控制装置控制下料转移水平油缸动作，下料转移水平油缸驱动下料转移滑块运动至后工作极限位置，控制装置控制下料转移竖直油缸动作，下料转移竖直油缸顶出接料孔内的原料；

S3、镦粗-冲孔-冲连皮：控制装置检测到顶出的原料后，镦粗-冲孔-冲连皮压力机组夹取原料，并进行镦粗、冲孔、冲连皮加工，得到毛坯环件；

S4、环件轧制成型：毛坯环件经轧环机上料夹持装置的毛坯环件滑道落入毛坯环件支架的毛坯环件接料槽内，控制装置控制上料横向油缸和上料纵向油缸动作，使得毛坯环件夹持端将毛坯环件接料槽内的毛坯环件夹持到立式轧环机上，立式轧环机进行轧制，得到成型环件；

S5、整径：成型环件经整径下料夹持机构的成型环件滑道落入成型环件支架的成型环件接料槽内，控制装置控制整径下料油缸和旋转气缸动作，使得整径下料夹持端将成型环件接料槽内的成型环件夹持到整径上料固定座的整径上料中转凸台上，控制装置控制整径上料夹持端将整径上料中转凸台上的成型环件夹持到整径压力机上，整径压力机下压完成整径，得到环件。

本发明产生的有益效果是：本发明操作方便，操作工只需在控制装置内设好相应数据，该生产线即可自动运行，通过下料转移装置、轧环机上料夹持装置和整径夹持装置实现压力机之间的自动上下料，实现了立式热轧环过程的自动化操作，既提高了生产效率，又降低了人工成本。本发明采用下料转移装置、轧环机上料夹持装置和整径夹持装置，具有柔性化程度高，成本低，便于维护，耐高温，运行稳定可靠等优点。

附图说明

下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明实施例的结构示意图；

图2是本发明中镦粗-冲孔-冲连皮压力机组另一实施例的结构示意图；

图3是本发明中下料转移装置的结构示意图；

图4是本发明中轧环机上料夹持装置的结构示意图；

图5是本发明中整径夹持装置的结构示意图；

图6是本发明中弧形夹持装置的结构示意图；

图7是图6中Ⅰ处的放大示意图。

其中：1-杆件，2-连接板，3-销轴，4-销轴，5-销轴，6-底座，7-连接板铰链座，8-活塞杆，9-夹持油缸，10-镦粗压力机，11-冲孔压力机，12-冲连皮压力机，13-整径压力机，14-多工位压力机，15-第一弧形夹持装置，16-第二弧形夹持装置，17-第三弧形夹持装置，18-第四弧形夹持装置，19-第五弧形夹持装置，20-第六弧形夹持装置，21-步进梁，22-定心机构，23-定心机构，24-第一中转凸台，25-第二中转凸台，26-长条圆柱钢材，27-立式轧环机，28-毛坯环件，29-皮带，30-下料固定座，31-下料转移滑块，32-下料转移水平油缸，33-下料转移竖直油缸，34-下料滑道，35-接料孔，36-下料凸台，40-上料固定座，41-上料横向油缸，42-横向活动座，43-上料纵向油缸，44-纵向活动座，45-毛坯环件夹持端，46-毛坯环件滑道，47-毛坯环件支架，4701-毛坯环件接料槽，4702-弧形块、4703-限位块，48-横向导轨，49-纵向导轨，50-整径下料固定座，51-整径下料油缸，52-整径下料夹持端，53-成型环件滑道，54-成型环件支架，5401-成型环件接料槽，5402-弧形块，5403-限位块，55-整径上料固定座，56-整径上料夹持端，57-整径上料中转凸台，58-旋转气缸，60-主轧辊，61-冲压圆台，62-挡板，63-切刀，64-第七弧形夹持装置，65-第八弧形夹持装置，66-第九弧形夹持装置，67-第十弧形夹持装置。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1所示，一种径向热轧环件自动化生产线，该生产线包括从前至后依次设置的中频感应加热器(图中未标示)、镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机27和整径压力机13，该生产线还包括：下料转移装置、轧环机上料夹持装置、整径夹持装置以及控制装置(图中未标示)；

如图3所示，下料转移装置安装在中频感应加热器与镦粗-冲孔-冲连皮压力机组之间，下料转移装置包括下料固定座30、下料转移滑块31、下料转移水平油缸32、下料转移竖直油缸33和下料滑道34，下料转移滑块31滑动安设于下料固定座30的顶部，下料转移滑块31上开设有接料孔35，下料转移水平油缸32水平安装在下料固定座30的顶部、带动下料转移滑块31在前后两个工作极限位置之间进行往复运动，下料转移竖直油缸33竖直安装在下料固定座30内，当下料转移滑块31位于后工作极限位置时，接料孔35位于下料转移竖直油缸33的正上方，当下料转移滑块31位于前工作极限位置时，接料孔35与下料滑道34的下端相连通，下料转移滑块31的上端与中频感应加热器的出料口连接；

如图4所示，轧环机上料夹持装置安装在镦粗-冲孔-冲连皮压力机组与立式轧环机27之间，轧环机上料夹持装置包括上料固定座40、上料横向油缸41、横向活动座42、上料纵向油缸43、纵向活动座44、毛坯环件夹持端45、毛坯环件滑道46和毛坯环件支架47，横向活动座42横向滑动安设于上料固定座40的顶部，上料横向油缸41安装在上料固定座40的顶部、带动横向活动座42在前后两个工作极限位置之间运动，纵向活动座44纵向滑动安设于横向活动座42的顶部，上料纵向油缸43安装在横向活动座42的顶部、带动纵向活动座44纵向移动，毛坯环件夹持端45安装在纵向活动座44的顶部，当毛坯环件夹持端45位于后工作极限位置时，毛坯环件夹持端45的中心与立式轧环机27主轧辊60的中心对正，当毛坯环件夹持端45位于前工作极限位置时，毛坯环件夹持端45的中心与设置在毛坯环件支架47上的毛坯环件接料槽4701的中心对正，毛坯环件接料槽4701与毛坯环件滑道46的下端连接，毛坯环件滑道46的上端与镦粗-冲孔-冲连皮压力机组的出料口连接；

如图5所示，整径夹持装置安装在立式轧环机27与整径压力机13之间，整径夹持装置包括整径下料夹持机构和整径上料夹持机构；整径下料夹持机构包括整径下料固定座50、整径下料油缸51、整径下料夹持端52、成型环件滑道53和成型环件支架54，整径下料夹持端52滑动安设于整径下料固定座50的顶部，整径下料夹持端52上设置有旋转气缸58，整径下料油缸51水平安装在整径下料固定座50的顶部、带动整径下料夹持端52在前后两个工作极限位置之间运动，当整径下料夹持端52位于前工作极限位置时，整径下料夹持端52的中心与设置在成型环件支架54上的成型环件接料槽5401的中心对正，成型环件接料槽5401与成型环件滑道53的下端连接，成型环件滑道53的上端与立式轧环机27的出料口连接，当整径下料夹持端52位于后工作极限位置时，旋转气缸带动整径下料夹持端52旋转90°；整径上料夹持机构包括与整径下料固定座50垂直设置的整径上料固定座55、滑动安设于整径上料固定座55上的整径上料夹持端56，整径上料固定座55上设有整径上料中转凸台57，整径上料中转凸台57的中心与整径下料夹持端52旋转90°后的中心对正，整径上料夹持端56用于将整径上料中转凸台57上的成型环件运送至整径压力机13上；

控制装置分别与中频感应加热器、镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机、整径压力机、下料转移装置、轧环机上料夹持装置和整径夹持装置电连接。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，镦粗-冲孔-冲连皮压力机组包括从前之后依次设置的第一弧形夹持装置15、镦粗压力机10、第二弧形夹持装置16、第一中转凸台24、第三弧形夹持装置17、冲孔压力机11、第四弧形夹持装置18、第二中转凸台25、第五弧形夹持装置19、冲连皮压力机12和第六弧形夹持装置20，所有弧形夹持装置均安装在一步进梁21上。

在本发明的优选实施例中，如图2所示，镦粗-冲孔-冲连皮压力机组包括一个可同时完成镦粗、冲孔、冲连皮三个动作的多工位压力机14，多工位压力机14的一侧从前之后依次设置有第七弧形夹持装置64、第八弧形夹持装置65、第九弧形夹持装置66和第十弧形夹持装置67，所有弧形夹持装置均安装在一步进梁21上。

在本发明的优选实施例中，如图6、图7所示，所有弧形夹持装置的结构一样，均包括两个杆件1、连接板2、底座6和夹持油缸9，杆件1的一端设有弧形槽、另一端设有折弯端，两个杆件1的弧形槽相对设置，两个杆件1的折弯端转动安装在底座6上(具体通过销轴4连接)，两个杆件1的折弯端之间通过两个连接板2连接(具体为连接板设置在折弯端的两侧)，连接板2与折弯端之间转动连接(具体为通过销轴3连接)，连接板2的中部与夹持油缸9的活塞杆8连接(具体为与活塞杆端部的连接板铰链座7通过销轴5铰接，其中，连接板铰链座7为设于活塞杆8伸出端的矩形块)，夹持油缸9的缸体安装在底座6上，底座6安装在步进梁21上。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，中频感应加热器的出料口处设置有切刀63。

在本发明的优选实施例中，如图1所示，镦粗-冲孔-冲连皮压力机组的冲连皮工位和整径压力机13上分别安装有定心机构22和定心机构23。定心机构安装在冲连皮工位以及整径工位两侧，用于确定冲连皮工位以及整径工位时材料的定心，便于更好的冲连皮、整径以及冲完连皮后弧形夹持装置对毛坯环件的夹持。

在本发明的优选实施例中，如图4、图5所示，毛坯环件接料槽4701和成型环件接料槽5401的结构一样，毛坯环件接料槽4701由呈圆形布置的弧形块4702和限位块4703形成，成型环件接料槽5401由呈圆形布置的弧形块5402和限位块5403形成。

在本发明的优选实施例中，控制装置包括PLC控制器、限位开关、传感器和电磁阀，限位开关分别安装在每个工作极限位置处，传感器分别安装于镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机、下料转移装置、轧环机上料夹持装置和整径夹持装置上，电磁阀分别安装于每个油缸和气缸处，PLC控制器的输入端分别与所有传感器和限位开关连接，PLC控制器的输出端分别与所有电磁阀连接。其中，电磁阀包括安装在油缸油管上的三位四通电磁阀和安装在旋转气缸上的旋转气动阀，具体安装在油缸油管上以及旋转气缸气管上，本发明中油缸和气缸均为单活塞式。

在本发明的优选实施例中，如图4、图5所示，限位开关包括带有沉头孔的金属块，金属块通过设置在其沉头孔内的螺栓固定安装在相对应的固定座上。

如图1-图5所示，本发明还提供一种径向热轧环件自动化生产工艺，包括以下步骤：

S1、加热原料：将原料放在中频感应加热炉中加热，加热到一定温度后保持恒温；

S2、下料：加热后的原料经下料转移装置的下料滑道34落入下料转移滑块31的接料孔35内，控制装置控制下料转移水平油缸32动作，下料转移水平油缸32驱动下料转移滑块31运动至后工作极限位置，控制装置控制下料转移竖直油缸33动作，下料转移竖直油缸33顶出接料孔35内的原料；

S3、镦粗-冲孔-冲连皮：控制装置检测到顶出的原料后，镦粗-冲孔-冲连皮压力机组夹取原料，并进行镦粗、冲孔、冲连皮加工，得到毛坯环件28；

S4、环件轧制成型：毛坯环件28经轧环机上料夹持装置的毛坯环件滑道46落入毛坯环件支架47的毛坯环件接料槽4701内，控制装置控制上料横向油缸41和上料纵向油缸43动作，使得毛坯环件夹持端45将毛坯环件接料槽4701内的毛坯环件28夹持到立式轧环机27上，立式轧环机27进行轧制，得到成型环件；

S5、整径：成型环件经整径下料夹持机构的成型环件滑道53落入成型环件支架54的成型环件接料槽5401内，控制装置控制整径下料油缸51和旋转气缸动作，使得整径下料夹持端52将成型环件接料槽5401内的成型环件夹持到整径上料固定座55的整径上料中转凸台57上，控制装置控制整径上料夹持端56将整径上料中转凸台57上的成型环件夹持到整径压力机13上，整径压力机13下压完成整径，得到环件。

本发明中，整径下料夹持端52由旋转气缸驱动，旋转气缸在气动阀的作用下产生旋转运动，实现成型环件从成型环件支架54到整径上料中转凸台的转移。

如图1所示，镦粗-冲孔-冲连皮压力机组中用于镦粗、冲孔、冲连皮工位的三台压力机平行设置于与步进梁21的工作台上方，6个弧形夹持装置等距安装在步进梁21上，整径压力机与立式轧环机平行设置。

本发明使用圆柱的长条钢材为原料，以下为采用如图1所示的镦粗-冲孔-冲连皮压力机组的本发明的生产流程：

①加热原料：将长条圆柱钢材26放在中频感应加热炉中加热，加热到一定温度后保持恒温；

②下料：当驱动装置将原料向中频感应加热炉的一端推出时，切刀自上而下将原料切下一小段，该小段原料掉入下料滑道34中，滑入带有接料孔35的下料转移滑块31中，下料转移滑块31在下料转移水平油缸32的推动下将小段原料送到步进梁21下的凸台36上，下料转移水平油缸33顶出接料孔内的原料；

③镦粗：步进梁21上的第一弧形夹持装置15将原料沿步进梁21方向移到镦粗压力10机上，由镦粗压力机将小段原料冲压镦粗成圆饼状；

④冲孔：由第二弧形夹持装置16将镦粗的圆饼状材料夹持到第一中转凸台24上，放下后，再由第三弧形夹持装置17将其沿步进梁21方向夹持到到冲孔压力机11上，该工位的压力机基座装置是一种带有一定深度的凹槽的圆台，凹槽内部有一根可由液压装置驱动的向上顶起的圆柱，圆柱最高位置与圆台上表面平齐，材料先被夹持装置放入凹槽内，再由圆台上部的冲压装置将材料冲压出一个一定深度的凹孔，之后凹槽内部圆柱将该材料顶起，由第四弧形夹持装置18夹持到冲孔工位旁的第二中转凸台25上；

⑤冲连皮：第五弧形夹持装置19将第二中转凸台25上的冲过孔后的材料夹持到冲连皮压力机12上，之后，定心机构22将材料定位到该工位圆台的中心，由冲压装置冲掉连皮，该圆台带有凹槽，冲完连皮后，定心机构22再次对毛坯环件定心；

⑥环件轧制成型：第六弧形夹持装置20将毛坯环件夹持到毛坯环件滑道46中，停靠在立式轧环机27旁的毛坯环件支架47上，之后由轧环机前方的毛坯环件夹持端45将毛坯环件夹持到立式轧环机的芯辊上进行轧制，轧制完成后，成型环件在其后方挡板50的作用下滑入成型环件滑道53中，停靠在成型环件支架54上；

⑦整径：整径下料夹持端52在整径下料油缸51的作用下将成型环件沿整径下料固定座50(整径下料固定座的上表面为斜面)上的导轨从成型环件支架54上夹持到整径上料中转凸台57的正上方，再在旋转气缸58的作用下使成型环件由竖直放置变成水平放置，之后整径下料夹持端52松开，成型环件被放置在整径上料中转凸台中心，再在整径上料夹持端56的夹持下将成型环件转移到整径压力机13下方的冲压圆台62上，之后，定心机构23推动环件，确保环件处在冲压圆台62的正中心，定心机构23复位后，整径压力机13下压完成整径，环件被压入圆台底部，滑入圆台下方的皮带29上。

如图2所示，镦粗-冲孔-冲连皮压力机组采用多工位压力机14，4个弧形夹持装置等距安装在步进梁21上，相对比图1，去掉了生产流程一中的两个中转凸台，且可同时完成镦粗、冲孔、冲连皮三个动作，减少了生产线的长度并能缩短环件成型周期。

以下为采用如图2所示的镦粗-冲孔-冲连皮压力机组的本发明的生产流程：

①加热原料：将长条圆柱钢材26放在中频感应加热炉中加热，加热到一定温度后保持恒温；

②下料：当驱动装置将原料向中频加热炉的一端推出时，切刀自上而下将原料切下一小段，该小段原料掉入下料滑道34中，滑入带有接料孔35的下料转移滑块31中，下料转移滑块31在下料转移水平油缸32的推动下将小段原料送到步进梁21下的凸台36上，下料转移水平油缸33顶出接料孔内的原料；

③镦粗：步进梁21上的第七弧形夹持装置64将原料沿步进梁21方向移到多工位压力14下方的镦粗圆台上，由多工位压力机14将小段原料冲压镦粗成圆饼状；

④冲孔：由第八弧形夹持装置65将镦粗的圆饼状材料沿步进梁21方向夹持到多工位压力机14下的冲孔圆台上，该工位的圆台是一种带有一定深度的凹槽的圆台，凹槽内部有一根可由液压装置驱动的向上顶起的圆柱，圆柱最高位置与圆台上表面平齐，材料先被第八弧形夹持装置放入凹槽，再由圆台上部的多工位压力机14将材料冲压出一个一定深度的凹孔，之后凹槽内部圆柱将该材料顶起；

⑤冲连皮：第九弧形夹持装置66将冲过孔后的材料夹持到多工位压力机14下方的冲连皮圆台上，之后，定心机构22将材料定位到该工位圆台的中心，由多工位压力机14冲掉连皮，该圆台带有凹槽，冲完连皮后，定心机构22再次对毛坯环件定心；

⑥环件轧制成型：第十弧形夹持装置67将毛坯环件夹持到毛坯环件滑道46中，停靠在立式轧环机27旁的毛坯环件支架47上，之后由轧环机前方的毛坯环件夹持端45将毛坯环件夹持到轧环机的芯辊上进行轧制。，轧制完成后，成型环件在其后方挡板50的作用下滑入成型环件滑道53中，停靠在成型环件支架54上；

⑦整径：整径下料夹持端52在整径下料油缸51的作用下将成型环件沿整径下料固定座50(整径下料固定座的上表面为斜面)上的导轨从成型环件支架54上夹持到整径上料中转凸台57的正上方，再在旋转气缸58的作用下使成型环件由竖直放置变成水平放置，之后整径下料夹持端52松开，成型环件被放置在整径上料中转凸台中心，再在整径上料夹持端56的夹持下将成型环件转移到整径压力机13下方的冲压圆台62上，之后，定心机构23推动环件，确保环件处在冲压圆台62的正中心，定心机构23复位后，整径压力机13下压完成整径，环件被压入圆台底部，滑入圆台下方的皮带29上。

如图1所示，以下为步进梁21的运动过程：

安装在步进梁21上的传感器检测到下料转移装置上的下料凸台36上有物体后向PLC控制器输送信号，PLC控制器向步进梁21上的与第一弧形夹持装置15相连接的电磁阀发出指令，第一弧形夹持装置夹住材料，之后在设定很短的时间内，PLC控制器向与驱动步进梁21运动的液压缸相连接的电磁阀发出指令，步进梁21在液压缸的作用下运行直至触碰并闭合纵向导轨左端的限位开关，PLC控制器发出指令，使步进梁停止运行，第一弧形夹持装置松开，小段原料被准确放在镦粗压力机10上的圆台上，同时PLC控制器发出指令，步进梁逆向运行至触碰并闭合纵向导轨右端限位开关，并开始准备重复上述步骤；在上述过程进行的同时，步进梁也在实现其他材料由镦粗工位到第一中转凸台的转移、第一中转凸台到冲孔工位的转移、冲孔工位到第二中转凸台的转移、第二中转凸台到冲连皮工位的转移、冲连皮到毛坯环件滑道46的转移，步进梁21的运动以及步进梁21上其他弧形夹持装置的运动依照如上步骤实现，是一个循环运动的过程。

如图1、图4所示，以下为轧环机上料夹持装置进行上料的过程：

1)初始化***：调节上料横向油缸41和上料纵向油缸43的流量，使横向活动座42、纵向活动座44和毛坯环件夹持端45的运行速度与轧环过程相配合，确认横向活动座42、纵向活动座44、毛坯环件夹持端45位于行程起始位置，安装横向活动座42的横向导轨48以及安装纵向活动座44的纵向导轨49起始端的限位开关闭合；

2)毛坯环件夹持过程：PLC控制器向立式轧环机27发出启动指令，主轧辊60上行，传感器检测到主轧辊60行程滑块位于上位后向PLC控制器输送信号，PLC控制器向与纵向活动座44相连的电磁阀发出指令，使与纵向活动座44相连的上料纵向油缸43的活塞前伸，推动纵向活动座44开始正向行驶直至触碰并闭合纵向导轨49终止端的限位开关，纵向导轨49起始端限位开关断开，PLC控制器同时向与纵向活动座44相连的电磁阀及与毛坯环件夹持端45相连的电磁阀发出指令，使与纵向活动座49相连的上料纵向油缸43停止运行，与毛坯环件夹持端45相连的油缸(图中未表示)的活塞前伸，毛坯环件夹持端45夹紧毛坯环件支架47上的毛坯环件，PLC控制器向与纵向活动座44相连的电磁阀发出指令，使与纵向活动座44相连的上料纵向油缸43的活塞后缩，带动纵向活动座44开始逆向行程直至触碰并闭合纵向导轨49起始端的限位开关，纵向导轨49终止端限位开关断开；

3)毛坯环件输送过程：PLC控制器向与横向导轨48相连的电磁阀发出指令，使与横向活动座42相连的上料横向油缸41的活塞前伸，推动横向活动座开始正向行驶直至触碰并闭合横向导轨48终止端的限位开关，横向导轨48起始端的限位开关断开；

4)毛坯环件释放过程：传感器检测到主轧辊60行程滑块位于上位后向PLC控制器输送信号，PLC控制器向与纵向活动座44相连的电磁阀发出指令，使与纵向活动座44相连的上料纵向油缸43的活塞前伸，推动纵向活动座44开始正向行程直至触碰并闭合纵向导轨49终止端的限位开关，纵向导轨49起始端限位开关断开，PLC控制器向与毛坯环件夹持端45相连的电磁阀发出指令，与毛坯环件夹持端相连的油缸的活塞后缩，毛坯环件夹持端松开，毛坯环件被准确放到芯辊上，立式轧环机27进行轧制得到成型环件，成型环件被其后方的挡板62推入成型环件滑道53，进入下一道工序，PLC控制器向立式轧环机27发出启动指令，轧环过程完成后主轧辊60上行，传感器检测到主轧辊60上行向PLC控制器输送信号，PLC控制器向与纵向活动座44相连的电磁阀发出指令，使与纵向活动座相连的上料纵向油缸43的活塞后缩，推动纵向活动座44开始逆向行程直至触碰并闭合纵向导轨49起始端限位开关，纵向导轨终止端限位开关断开；

5)恢复初始状态：PLC控制器向与横向导轨48相连的电磁阀发出指令，使与横向活动座42相连的上料横向油缸41的活塞后缩，推动横向活动座开始逆向行程直至触碰并闭合横向导轨起始端的限位开关，横向导轨终止端的限位开关断开，并开始准备重复上述步骤，进入下一上下料过程。

本发明从下料到环件轧制成型整个生产线，都由PLC可编程控制器自动控制。

应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种径向热轧环件自动化生产线，该生产线包括从前至后依次设置的中频感应加热器、镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机（27）和整径压力机（13），其特征在于，该生产线还包括：下料转移装置、轧环机上料夹持装置、整径夹持装置以及控制装置；

所述下料转移装置安装在所述中频感应加热器与镦粗-冲孔-冲连皮压力机组之间，所述下料转移装置包括下料固定座（30）、下料转移滑块（31）、下料转移水平油缸（32）、下料转移竖直油缸（33）和下料滑道（34），所述下料转移滑块（31）滑动安设于所述下料固定座（30）的顶部，所述下料转移滑块（31）上开设有接料孔（35），所述下料转移水平油缸（32）水平安装在所述下料固定座（30）的顶部、带动所述下料转移滑块（31）在前后两个工作极限位置之间进行往复运动，所述下料转移竖直油缸（33）竖直安装在所述下料固定座（30）内，当下料转移滑块（31）位于后工作极限位置时，所述接料孔（35）位于下料转移竖直油缸（33）的正上方，当下料转移滑块（31）位于前工作极限位置时，所述接料孔（35）与所述下料滑道（34）的下端相连通，所述下料转移滑块（31）的上端与所述中频感应加热器的出料口连接；

所述轧环机上料夹持装置安装在所述镦粗-冲孔-冲连皮压力机组与立式轧环机（27）之间，所述轧环机上料夹持装置包括上料固定座（40）、上料横向油缸（41）、横向活动座（42）、上料纵向油缸（43）、纵向活动座（44）、毛坯环件夹持端（45）、毛坯环件滑道（46）和毛坯环件支架（47），所述横向活动座（42）横向滑动安设于所述上料固定座（40）的顶部，所述上料横向油缸（41）安装在所述上料固定座（40）的顶部、带动所述横向活动座（42）在前后两个工作极限位置之间运动，所述纵向活动座（44）纵向滑动安设于所述横向活动座（42）的顶部，所述上料纵向油缸（43）安装在所述横向活动座（42）的顶部、带动所述纵向活动座（44）纵向移动，所述毛坯环件夹持端（45）安装在所述纵向活动座（44）的顶部，当毛坯环件夹持端（45）位于后工作极限位置时，所述毛坯环件夹持端（45）的中心与立式轧环机（27）主轧辊（60）的中心对正，当毛坯环件夹持端（45）位于前工作极限位置时，所述毛坯环件夹持端（45）的中心与设置在所述毛坯环件支架（47）上的毛坯环件接料槽（4701）的中心对正，所述毛坯环件接料槽（4701）与毛坯环件滑道（46）的下端连接，所述毛坯环件滑道（46）的上端与镦粗-冲孔-冲连皮压力机组的出料口连接；

所述整径夹持装置安装在所述立式轧环机（27）与整径压力机（13）之间，所述整径夹持装置包括整径下料夹持机构和整径上料夹持机构；所述整径下料夹持机构包括整径下料固定座（50）、整径下料油缸（51）、整径下料夹持端（52）、成型环件滑道（53）和成型环件支架（54），所述整径下料夹持端（52）滑动安设于所述整径下料固定座（50）的顶部，所述整径下料夹持端（52）上设置有旋转气缸（58），所述整径下料油缸（51）水平安装在所述整径下料固定座（50）的顶部、带动所述整径下料夹持端（52）在前后两个工作极限位置之间运动，当整径下料夹持端（52）位于前工作极限位置时，所述整径下料夹持端（52）的中心与设置在所述成型环件支架（54）上的成型环件接料槽（5401）的中心对正，所述成型环件接料槽（5401）与成型环件滑道（53）的下端连接，所述成型环件滑道（53）的上端与立式轧环机（27）的出料口连接，当整径下料夹持端（52）位于后工作极限位置时，旋转气缸带动整径下料夹持端（52）旋转90°；

所述整径上料夹持机构包括与整径下料固定座（50）垂直设置的整径上料固定座（55）、滑动安设于所述整径上料固定座（55）上的整径上料夹持端（56），所述整径上料固定座（55）上设有整径上料中转凸台（57），所述整径上料中转凸台（57）的中心与整径下料夹持端（52）旋转90°后的中心对正，所述整径上料夹持端（56）用于将整径上料中转凸台（57）上的成型环件运送至整径压力机（13）上；

所述控制装置分别与所述中频感应加热器、镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机、整径压力机、下料转移装置、轧环机上料夹持装置和整径夹持装置电连接。

2.根据权利要求1所述的径向热轧环件自动化生产线，其特征在于，所述镦粗-冲孔-冲连皮压力机组包括从前至后依次设置的第一弧形夹持装置（15）、镦粗压力机（10）、第二弧形夹持装置（16）、第一中转凸台（24）、第三弧形夹持装置（17）、冲孔压力机（11）、第四弧形夹持装置（18）、第二中转凸台（25）、第五弧形夹持装置（19）、冲连皮压力机（12）和第六弧形夹持装置（20），所有弧形夹持装置均安装在一步进梁（21）上。

3.根据权利要求1所述的径向热轧环件自动化生产线，其特征在于，所述镦粗-冲孔-冲连皮压力机组包括一个可同时完成镦粗、冲孔、冲连皮三个动作的多工位压力机（14），所述多工位压力机（14）的一侧从前至后依次设置有第七弧形夹持装置（64）、第八弧形夹持装置（65）、第九弧形夹持装置（66）和第十弧形夹持装置（67），所述第七弧形夹持装置（64）、第八弧形夹持装置（65）、第九弧形夹持装置（66）和第十弧形夹持装置（67）均安装在一步进梁（21）上。

4.根据权利要求2或3所述的径向热轧环件自动化生产线，其特征在于，所有弧形夹持装置的结构一样，均包括两个杆件（1）、连接板（2）、底座（6）和夹持油缸（9），所述杆件（1）的一端设有弧形槽、另一端设有折弯端，两个杆件（1）的弧形槽相对设置，两个杆件（1）的折弯端转动安装在底座（6）上，两个杆件（1）的折弯端之间通过两个连接板（2）连接，所述连接板（2）与折弯端之间转动连接，所述连接板（2）的中部与夹持油缸（9）的活塞杆（8）连接，所述夹持油缸（9）的缸体安装在底座（6）上，所述底座（6）安装在步进梁（21）上。

5.根据权利要求1所述的径向热轧环件自动化生产线，其特征在于，所述中频感应加热器的出料口处设置有切刀（63）。

6.根据权利要求1所述的径向热轧环件自动化生产线，其特征在于，所述镦粗-冲孔-冲连皮压力机组的冲连皮工位和整径压力机（13）上分别安装有定心机构（22、23）。

7.根据权利要求1所述的径向热轧环件自动化生产线，其特征在于，所述毛坯环件接料槽（4701）和成型环件接料槽（5401）的结构一样，均包括呈圆形布置的弧形块和限位块。

8.根据权利要求1所述的径向热轧环件自动化生产线，其特征在于，所述控制装置包括PLC 控制器、限位开关、传感器和电磁阀，所述限位开关分别安装在每个工作极限位置处，所述传感器分别安装于镦粗-冲孔-冲连皮压力机组、立式轧环机、下料转移装置、轧环机上料夹持装置和整径夹持装置上，所述电磁阀分别安装于每个油缸和气缸处，所述PLC 控制器的输入端分别与所有传感器和限位开关连接，PLC控制器的输出端分别与所有电磁阀连接。

9.根据权利要求8所述的径向热轧环件自动化生产线，其特征在于，所述限位开关包括带有沉头孔的金属块，所述金属块通过设置在其沉头孔内的螺栓固定安装在相对应的固定座上。

10.一种基于权利要求1至9中任一项所述径向热轧环件自动化生产线的径向热轧环件自动化生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、加热原料：将原料放在中频感应加热炉中加热，加热到一定温度后保持恒温；

S2、下料：加热后的原料经下料转移装置的下料滑道（34）落入下料转移滑块（31）的接料孔（35）内，控制装置控制下料转移水平油缸（32）动作，下料转移水平油缸（32）驱动下料转移滑块（31）运动至后工作极限位置，控制装置控制下料转移竖直油缸（33）动作，下料转移竖直油缸（33）顶出接料孔（35）内的原料；

S3、镦粗-冲孔-冲连皮：控制装置检测到顶出的原料后，镦粗-冲孔-冲连皮压力机组夹取原料，并进行镦粗、冲孔、冲连皮加工，得到毛坯环件（28）；

S4、环件轧制成型：毛坯环件（28）经轧环机上料夹持装置的毛坯环件滑道（46）落入毛坯环件支架（47）的毛坯环件接料槽（4701）内，控制装置控制上料横向油缸（41）和上料纵向油缸（43）动作，使得毛坯环件夹持端（45）将毛坯环件接料槽（4701）内的毛坯环件（28）夹持到立式轧环机（27）上，立式轧环机（27）进行轧制，得到成型环件；

S5、整径：成型环件经整径下料夹持机构的成型环件滑道（53）落入成型环件支架（54）的成型环件接料槽（5401）内，控制装置控制整径下料油缸（51）和旋转气缸动作，使得整径下料夹持端（52）将成型环件接料槽（5401）内的成型环件夹持到整径上料固定座（55）的整径上料中转凸台（57）上，控制装置控制整径上料夹持端（56）将整径上料中转凸台（57）上的成型环件夹持到整径压力机（13）上，整径压力机（13）下压完成整径，得到环件。