Machine à rouler automatique Introduction

Mécanisme et contrôle automatiques

Pour former des anneaux avec des sections transversales profilées, le laminoir à anneaux vertical a deux rouleaux principaux, un mandrin et plusieurs rouleaux de retenue. Ces rouleaux ont des formes formées sur eux pour correspondre à la forme de l'anneau du produit final. Cela signifie qu'il serait nécessaire de changer les rouleaux avec ceux pour rencontrer les pièces de travail respectives. Dans le ring, toutes ses opérations dépendaient fortement de l’instinct et de l’expérience des travailleurs qualifiés. Et, sur les unités respectives telles que l'unité hydraulique, il n'y avait pas de capteurs attachés pour capturer des données telles que les positions et les pressions, et l'analyse et la vérification des conditions de roulement ne pouvaient pas être effectuées.

En tant que tel, avec les laminoirs à anneaux verticaux de type manuel, tous les processus, y compris les préparations avant le laminage, devaient être opérés manuellement par des travailleurs qualifiés, et il y avait des problèmes tels que la variabilité du laminage et la difficulté de transmettre les compétences aux générations suivantes. De plus, à mesure que les demandes pour les anneaux roulés de forme proche du filet très précis sont augmentées, la formulation d'un savoir-faire de laminage de haut niveau se présenterait comme un problème.

Sur la base de ces problèmes avec les laminoirs à anneaux verticaux de type manuel, nous avions développé un laminoir à anneaux vertical automatisé. Sa construction mécanique et son contenu de contrôle sont décrits.

Le Tableau 3-1 montre la spécification principale du VRRM, et la Fig. 3-1 montre l'aspect général de la machine.

Le tableau 3-2 montre la comparaison des principales constructions mécaniques entre le VRRM et le laminoir à anneaux verticaux de type manuel. Bien que la construction mécanique fondamentale du VRRM soit similaire à celle du laminoir à anneaux verticaux de type manuel, à des fins d'automatisation, des changements tels que les dispositifs autres que le cylindre pressurisé peuvent changer de position à l'aide de moteurs hydrauliques ou à engrenages, et ont ajouté divers capteurs. ont été faites.

L'une des principales différences mécaniques par rapport au laminoir à anneaux vertical de type manuel est que la fonction de mesure du diamètre extérieur de l'anneau a été ajoutée. Cette caractéristique a été obtenue avec l'un des nombreux rouleaux de retenue fonctionnant comme le rouleau de mesure du diamètre extérieur de la bague, qui sera en contact constant avec le diamètre de la bague pendant le roulement de la bague, contrairement aux autres rouleaux de retenue, et mesurera le diamètre extérieur de la bague. En atteignant la position finale du diamètre extérieur de l'anneau, ce rouleau sera automatiquement fixé et fonctionnera de la même manière que les autres rouleaux de retenue. Le tableau 3-3 montre la comparaison entre le VRRM et le laminoir à anneaux vertical de type manuel en ce qui concerne l'automatisation de la commande, et les détails des éléments respectifs sont expliqués.

Le réglage des positions respectives des rouleaux avait utilisé une bague de jauge à chaque fois que les rouleaux étaient changés, ce qui exigeait la main-d’œuvre et les compétences du travailleur dans le passé. Il avait été fait que les positions cibles soient automatiquement calculées à partir des données d'entrée telles que les diamètres des rouleaux, et que les rouleaux se déplaceraient vers les positions respectives en mode de préparation automatique.

Le mécanisme de mesure du diamètre extérieur de la bague de type contact permet une mesure en temps réel du diamètre extérieur de la bague qui est utilisé pour le contrôle du laminage automatique.

La servo-valve est utilisée pour la commande de cylindre pressurisé, permettant un contrôle très précis de la position et de la vitesse de rétroaction.

Le laminage des anneaux, dans le passé, était fait manuellement, en fonction des compétences des travailleurs, et la capacité de répétition du roulement des anneaux avait été irrégulière, le produit variant d'un travailleur à l'autre, même si les anneaux à rouler étaient les mêmes. VRRM a été conçu de telle sorte que le réglage de divers modèles de roulement soit automatiquement soit par saisie de données soit facile, et que les données de réglage de roulement enregistrées selon le numéro d'article puissent être répétées. En d’autres termes, VRRM peut rendre le roulement automatique avec une capacité de répétition élevée indépendante des compétences des travailleurs.

En outre, le capteur de position, le capteur de pression et l'ampèremètre du moteur sont montés sur les parties respectives du laminoir, pour afficher l'écran de surveillance de l'état (Fig.3-2) et le graphique de tendance (Fig.3-3), ce qui facilite la recherche des causes du laminage pannes et à la réduction du temps de dépannage.

Le graphique de tendance peut être utilisé, non seulement pour le diagnostic des pannes, pour la collecte des données de roulement détaillées par roulement. Cela aidera à l'analyse quantitative et à la vérification de diverses données de roulement, et à la formulation du savoir-faire de roulement.

Le laminoir à anneaux vertical peut rouler des formes annulaires asymétriques, ainsi que des formes annulaires symétriques. Cependant, il existe un problème en ce que la différence de vitesse circonférentielle sera générée entre les points d'asymétrie droite / gauche. VRRM avait traité les défauts de roulement de ce problème de différence de vitesse circonférentielle, en utilisant un moteur d'entraînement à commande variable en régime pour l'un des deux rouleaux principaux.

Optimisation de la forme du flan et des conditions de roulement de l'anneau

La séquence de fabrication est fondamentalement similaire à celle qui utilise un laminoir à anneaux de type horizontal pour le formage final des anneaux à section transversale profilée.

Même dans le cas où un laminoir à anneaux vertical est utilisé pour le formage final, un pré-laminage sera nécessaire dans la plupart des cas. La machine de pré-laminage peut être horizontale ou verticale. Cependant, le nombre de processus de pré-laminage dans le laminage à anneaux verticaux peut être inférieur à celui dans le laminage à anneaux horizontaux et, fondamentalement, un seul pré-laminage terminera le processus. La forme «ébauche» qui a été formée dans ce processus de pré-laminage affecterait grandement la formation de forme et la précision du formage final par VRRM, et il est important d'optimiser la forme de l'ébauche.

Dans le processus de fabrication actuel des anneaux à section transversale profilée, des essais répétés de pré-laminage et de laminage final doivent être effectués pour déterminer les formes optimales des rouleaux et des ébauches. Une telle série de processus de test-modification-test nécessite beaucoup de temps, d'efforts et de coûts.

Ainsi, en plus de l'automatisation du laminoir à anneaux verticaux, la formulation d'un nouveau savoir-faire pour optimiser la forme de l'ébauche est nécessaire. Parallèlement à l'achèvement du laminoir à anneaux vertical entièrement automatique, des connaissances de haut niveau en matière de laminage, y compris l'optimisation des formes des ébauches et des conditions de laminage des anneaux, ont été élaborées, sur la base de la technologie de simulation analytique sur la déformation des profilés. anneaux en coupe (Fig. 4-2), et sur les résultats des simulations. Cette formulation du savoir-faire du laminage par simulations a permis de réduire le nombre de rouleaux d'essai, et une réduction des coûts de réparation des rouleaux, des matériaux et de la main-d'œuvre est attendue.

Résultats du roulage d'essai

Des exemples de laminage d'anneau à section transversale profilée par VRRM sont présentés. La forme de conception de l'anneau final était, comme le montre la figure 5-1, profilée sur le diamètre extérieur et droite sur le diamètre intérieur; un anneau en forme de tambour, avec un diamètre extérieur plus grand φ429mm, un diamètre extérieur plus petit φ383mm, un diamètre intérieur φ316mm, une largeur 220mm et un poids d'environ 90 kg. C'est une forme qu'un laminoir à anneaux horizontaux aurait de grandes difficultés à former le flasque sur le grand diamètre extérieur.

Cette ébauche a été formée par un laminoir à anneau horizontal comme machine de pré-laminage.

La figure 5-3 montre la forme de l'anneau laminé après le laminage final par un laminoir à anneau vertical. Comme la formation de la bride sur le grand diamètre extérieur dans le formage de l'ébauche était insuffisante, il y avait un sous-remplissage important sur la bride de la bague roulée finale. Ceci indique que le formage de l'ébauche par la machine de pré-laminage affecterait considérablement le formage final de l'anneau.