Automatische Walzmaschine Einführung

Automatischer Mechanismus und Steuerung

Zum Formen von Ringen mit konturierten Querschnitten hat das vertikale Ringwalzwerk zwei Hauptwalzen, einen Dorn und mehrere Rückhaltewalzen. Auf diesen Rollen sind Formen ausgebildet, die der Ringform des Endprodukts entsprechen. Dies bedeutet, dass die Rollen gegen die Rollen ausgetauscht werden müssen, um den jeweiligen Werkstücken zu entsprechen. Beim Ringwalzen hingen alle Operationen stark von den Instinkten und Erfahrungen der Facharbeiter ab. Bei den jeweiligen Einheiten wie der Hydraulikeinheit waren keine Sensoren angebracht, um Daten wie Positionen und Drücke zu erfassen, und es konnte keine Analyse und Überprüfung der Rollbedingungen durchgeführt werden.

Daher mussten bei vertikalen Ringmühlen vom manuellen Typ alle Prozesse einschließlich der Vorbereitungen vor dem Walzen manuell von Facharbeitern durchgeführt werden, und es gab Probleme wie die Variabilität beim Walzen und die Schwierigkeit, die Fertigkeiten an die nächsten Generationen weiterzugeben. Da die Anforderungen an hochgenaue, netznahe Walzringe steigen, würde sich auch die Formulierung von Walz-Know-how auf hohem Niveau als Problem erweisen.

Basierend auf solchen Problemen mit den manuellen vertikalen Ringwalzwerken hatten wir ein automatisiertes vertikales Ringwalzwerk entwickelt. Der mechanische Aufbau und der Inhalt der Steuerung werden beschrieben.

Tabelle 3-1 zeigt die Hauptspezifikation von VRRM und Abb. 3-1 zeigt das Gesamterscheinungsbild der Maschine.

Tabelle 3-2 zeigt den Vergleich der wichtigsten mechanischen Konstruktionen zwischen VRRM und dem manuellen vertikalen Ringwalzwerk. Obwohl die grundlegende mechanische Konstruktion von VRRM der des manuellen vertikalen Ringwalzwerks zum Zweck der Automatisierung ähnelt, können Änderungen wie die anderen Geräte als der Druckzylinder ihre Positionen mithilfe von Hydraulik- oder Getriebemotoren verschieben und verschiedene Sensoren hinzufügen sind gemacht worden.

Einer der wichtigsten mechanischen Unterschiede zum manuellen vertikalen Ringwalzwerk besteht darin, dass das Merkmal zur Messung des Ringaußendurchmessers hinzugefügt wurde. Dieses Merkmal wurde mit einer der mehreren Rückhaltewalzen erreicht, die als Messwalze für den Ringaußendurchmesser fungieren und im Gegensatz zu den anderen Rückhaltewalzen während des Ringwalzens in ständigem Kontakt mit dem Ringdurchmesser stehen und den Ringaußendurchmesser messen. Bei Erreichen der endgültigen Außendurchmesserposition des Rings wird diese Rolle automatisch fixiert und funktioniert genauso wie die anderen Rückhaltewalzen. Tabelle 3-3 zeigt den Vergleich zwischen VRRM und dem manuellen Vertikalringwalzwerk hinsichtlich der Steuerungsautomatisierung, und die Details der jeweiligen Elemente werden erläutert.

Bei der Einstellung der jeweiligen Rollenpositionen wurde bei jedem Rollenwechsel ein Messring verwendet, was in der Vergangenheit die Arbeitskräfte und die Fähigkeiten des Arbeiters erforderte. Es wurde so gemacht, dass die Zielpositionen automatisch aus den Eingabedaten wie den Rollendurchmessern berechnet werden und dass sich die Rollen im automatischen Vorbereitungsmodus zu den jeweiligen Positionen bewegen würden.

Der Kontakt-Ringaußendurchmesser-Messmechanismus ermöglicht die Echtzeitmessung des Ringaußendurchmessers, der zur Steuerung des automatischen Walzens verwendet wird.

Das Servoventil wird zur Druckzylindersteuerung verwendet und ermöglicht eine hochgenaue Steuerung der Rückkopplungsposition und -geschwindigkeit.

In der Vergangenheit wurde das Ringwalzen manuell durchgeführt, abhängig von den Fähigkeiten der Arbeiter, und die Wiederholungsfähigkeit des Ringwalzens war unregelmäßig gewesen, wobei das Produkt je nach Arbeiter unterschiedlich war, selbst wenn die zu rollenden Ringe gleich waren. VRRM wurde so entwickelt, dass die Einstellung verschiedener Rollmuster entweder automatisch oder durch Dateneingabe einfach ist und dass die gemäß der Artikelnummer gespeicherten Rolleinstellungsdaten wiederholt werden können. Mit anderen Worten, VRRM kann das automatische Rollen mit hoher Wiederholungsfähigkeit unabhängig von den Fähigkeiten der Arbeiter machen.

Außerdem sind Positionssensor, Drucksensor und Motoramperemeter an den jeweiligen Teilen der Mühle angebracht, um den Bildschirm zur Zustandsüberwachung (Abb. 3-2) und das Trenddiagramm (Abb. 3-3) anzuzeigen, was die Untersuchung der Ursachen des Walzens erleichtert Ausfälle und zur Verkürzung der Fehlerbehebungszeit.

Das Trenddiagramm kann nicht nur zur Fehlerdiagnose verwendet werden, um die detaillierten Rolldaten pro Walzen zu erfassen. Dies hilft bei der quantitativen Analyse und Verifizierung verschiedener fortlaufender Daten sowie bei der Formulierung des fortlaufenden Know-hows.

Vertikales Ringwalzwerk kann sowohl asymmetrische Ringformen als auch symmetrische Ringformen rollen. Es gibt jedoch ein Problem, dass die Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz zwischen den rechten / linken Asymmetriepunkten erzeugt wird. VRRM hatte sich mit den Rollfehlern aus diesem Problem der Umfangsgeschwindigkeitsdifferenz befasst, indem für eine der beiden Hauptrollen ein Antriebsmotor mit variabler Drehzahlregelung verwendet wurde.

Optimierung der Rohlingform und der Ringwalzbedingungen

Die Herstellungssequenz ähnelt im Wesentlichen einer, bei der ein horizontales Ringwalzwerk zum endgültigen Formen der Ringe mit konturiertem Querschnitt verwendet wird.

Selbst wenn ein vertikales Ringwalzwerk zum endgültigen Umformen verwendet wird, ist in den meisten Fällen ein Vorwalzen erforderlich. Die Vorwalzmaschine kann entweder horizontal oder vertikal sein. Die Anzahl der Vorwalzprozesse beim Formen des vertikalen Ringwalzwerks kann jedoch geringer sein als die beim Formen des horizontalen Ringwalzwerks, und im Grunde wird nur ein Vorwalzen den Prozess vervollständigen. Die \"leere\" Form, die bei diesem Vorwalzprozess gebildet wurde, würde die Formbildung und Genauigkeit bei der endgültigen Formgebung durch VRRM stark beeinflussen, und es ist wichtig, die leere Form zu optimieren.

Beim heutigen Herstellungsprozess von Ringen mit konturiertem Querschnitt sind wiederholte Tests des Vorwalzens und des endgültigen Walzens durchzuführen, um die optimalen Walzenformen und Rohlingformen zu bestimmen. Eine solche Reihe von Test-Modify-Test-Prozessen erfordert viel Zeit, Aufwand und Kosten.

Daher ist neben der Automatisierung des vertikalen Ringwalzwerks die Formulierung eines neuen Know-hows zur Optimierung der Rohlingform erforderlich. Gleichzeitig mit der Fertigstellung des vollautomatischen vertikalen Ringwalzwerks wurden auf der Grundlage der analytischen Simulationstechnologie zur Verformung von Konturen das hochrangige Walz-Know-how einschließlich der Optimierung der Rohlingformen und der Ringwalzbedingungen erstellt Querschnittsringe (Abb. 4-2) und die Ergebnisse der Simulationen. Diese Formulierung des Walz-Know-hows durch Simulationen ermöglichte es, die Anzahl der Testwalzen zu reduzieren und die Kosten für Walzenreparaturen, Materialien und Arbeitskräfte zu senken.

Ergebnisse des Testrollens

Beispiele für das Walzen eines Ringes mit konturiertem Querschnitt durch VRRM werden vorgestellt. Die Konstruktionsform des endgültigen Rings wurde, wie in Abb. 5-1 gezeigt, am Außendurchmesser konturiert und am Innendurchmesser gerade; ein trommelförmiger Ring mit einem größeren Außendurchmesser von 429 mm, einem kleineren Außendurchmesser von 383 mm, einem Innendurchmesser von 316 mm, einer Breite von 220 mm und einem Gewicht von etwa 90 kg. Dies ist eine Form, bei der ein horizontales Ringwalzwerk große Schwierigkeiten haben würde, den Flansch auf dem großen Außendurchmesser zu formen.

Dieser Rohling wurde von einem horizontalen Ringwalzwerk als Vorwalzmaschine gebildet.

Abb. 5-3 zeigt die Form des Walzrings nach dem endgültigen Walzen durch ein vertikales Ringwalzwerk. Da die Formgebung des Flansches auf dem großen Außendurchmesser in der Blindformung unzureichend war, gab es eine signifikante Unterfüllung am Flansch des endgültigen Walzrings. Dies weist darauf hin, dass das Formen des Rohlings durch eine Vorwalzmaschine die endgültige Formgebung des Rings stark beeinflussen würde.