無縫鋼管六輥矯直機(jī)控制研究與運(yùn)用

呂慧軍　劉慧博

摘 要：從生產(chǎn)設(shè)備的角度來講，其所生產(chǎn)產(chǎn)品質(zhì)量的影響因素主要包含該設(shè)備的設(shè)計(jì)質(zhì)量和控制質(zhì)量。就無縫鋼管六輥矯直機(jī)而言，影響產(chǎn)品質(zhì)量的因素主要是該設(shè)備的矯直精度。本文以某無縫鋼管六輥矯直機(jī)為例，對(duì)無縫鋼管六輥矯直機(jī)的控制與運(yùn)用進(jìn)行研究。

關(guān)鍵詞：無縫鋼管六輥矯直機(jī)；控制；應(yīng)用

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，應(yīng)用無縫鋼管六輥矯直機(jī)設(shè)備的目的是通過對(duì)相關(guān)生產(chǎn)材料的擠壓操作，使該生產(chǎn)材料的直線度發(fā)生變化，進(jìn)而保證后續(xù)生產(chǎn)活動(dòng)的順利進(jìn)行。矯直精度較低是該設(shè)備應(yīng)用過程中發(fā)生頻率較高的問題之一，因此，對(duì)該設(shè)備控制的研究具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。

一、無縫鋼管六輥矯直機(jī)的控制

這里以某型號(hào)的無縫鋼管六輥矯直機(jī)為例，對(duì)該設(shè)備的控制進(jìn)行研究：

（一）該無縫鋼管六輥矯直機(jī)的相關(guān)參數(shù)

就這種無縫鋼管六輥矯直機(jī)而言，其最大外徑為200mm，壁厚以及強(qiáng)扶屈服極限的最大值分別為24mm以及1138MPa。該設(shè)備的長度范圍為5～15m，系統(tǒng)壓力為18MPa[1]。

（二）該無縫鋼管六輥矯直機(jī)的組成

該設(shè)備的組成部分主要包含以下幾種：

1.控制系統(tǒng)部分

無縫鋼管六輥矯直機(jī)控制系統(tǒng)包含計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)、編碼器以及傳感器等設(shè)備。在該設(shè)備的實(shí)際應(yīng)用過程中，控制系統(tǒng)的作用是保證相關(guān)材料的連續(xù)矯直生產(chǎn)。與其他矯直機(jī)相比，這種無縫鋼管六輥矯直機(jī)控制系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)在于其處理指令的速度更快、模塊化和通用性特點(diǎn)較為明顯，且該部分所需的成本相對(duì)較少。在實(shí)際應(yīng)用過程中，當(dāng)計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)從傳感器中接收到控制信號(hào)時(shí)，會(huì)嚴(yán)格按照矯直生產(chǎn)程序?qū)M(jìn)料、對(duì)正、矯直等整個(gè)生產(chǎn)過程進(jìn)行有效協(xié)調(diào)和控制。除此之外，這種無縫鋼管六輥矯直機(jī)還可以通過該計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)中PLC實(shí)現(xiàn)與總線之間的通訊。這種通訊可以實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)對(duì)整個(gè)矯直生產(chǎn)過程的有效監(jiān)控，當(dāng)部分矯直生產(chǎn)環(huán)節(jié)存在問題或傳感器等設(shè)備發(fā)生故障時(shí)，計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng)可以為操作人員提供真實(shí)的問題位置和故障引發(fā)原因[2]。

2.機(jī)械系統(tǒng)部分

就機(jī)械系統(tǒng)部分而言，主要是由擋料裝置、進(jìn)料輥道、六輥矯直機(jī)等組成的。在實(shí)際應(yīng)用過程中，機(jī)械系統(tǒng)是保證該無縫鋼管六輥矯直機(jī)矯直操作順利進(jìn)行的重要部分。

3.液壓系統(tǒng)部分

該部分是該無縫鋼管六輥矯直機(jī)中的重要組成部分之一。該部分是由一定數(shù)量的管路以及液壓閥臺(tái)組成的。

二、無縫鋼管六輥矯直機(jī)的運(yùn)用

這里主要從以下幾方面入手，對(duì)該無縫鋼管六輥矯直機(jī)的運(yùn)用進(jìn)行研究：

（一）該無縫鋼管六輥矯直機(jī)的實(shí)際運(yùn)用

當(dāng)鋼管材料被矯直處理之后，會(huì)被傳輸至無縫鋼管六輥矯直機(jī)輸入輥道前輥道的等待工位。如果該無縫鋼管六輥矯直機(jī)的入口輥道中沒有料，但相關(guān)檢測(cè)裝置卻檢測(cè)出該設(shè)備中有料時(shí)，上述鋼管材料被傳輸至無縫鋼管六輥矯直機(jī)的輸入輥道中。在這種情況下，當(dāng)檢測(cè)裝置的檢測(cè)結(jié)果為有料，且設(shè)備接收的指令信息為允許進(jìn)行矯直處理時(shí)，該部位中的油缸開始動(dòng)作，輥道通過升起操作完成鋼管材料的有效前進(jìn)輸送。當(dāng)上述操作完成之后，該設(shè)備輸入輥道出口段的檢測(cè)裝置會(huì)對(duì)是否存在鋼管材料進(jìn)行檢測(cè)，如果該裝置檢測(cè)到鋼管的存在，則該設(shè)備的入口導(dǎo)槽會(huì)發(fā)生動(dòng)作，使得鋼管材料發(fā)生對(duì)中進(jìn)而進(jìn)入無縫鋼管六輥矯直機(jī)中。在鋼管材料達(dá)到設(shè)備中的第一組矯直輥位置時(shí)，這兩個(gè)矯直輥會(huì)快速對(duì)鋼管材料進(jìn)行擠壓，隨著該鋼管材料的繼續(xù)進(jìn)入，后續(xù)其他組的矯直輥也會(huì)分別對(duì)其進(jìn)行積壓。在這個(gè)過程中，鋼管材料會(huì)發(fā)生多次旋轉(zhuǎn)，最終處于矯直狀態(tài)。當(dāng)矯直過程結(jié)束之后，該鋼管材料會(huì)被傳出無縫鋼管六輥矯直機(jī)。當(dāng)該鋼管的尾部被傳輸至第一組矯直輥位置時(shí)，這兩個(gè)矯直輥的上輥會(huì)快速完成升起動(dòng)作，隨著鋼管傳輸?shù)睦^續(xù)進(jìn)行，后續(xù)其他組矯直輥同樣會(huì)進(jìn)行升起動(dòng)作，直到該鋼管材料的尾部離開第四組矯直輥之后。該無縫鋼管六輥矯直機(jī)出口輥道會(huì)通過升起操作順利完成該鋼管材料的輸出。當(dāng)經(jīng)過矯直處理的鋼管被鋼管側(cè)推出出料輥道時(shí)，整個(gè)矯直過程才全部結(jié)束。如果該無縫鋼管六輥矯直機(jī)的使用方具有連續(xù)矯直需求，可以通過設(shè)備中控制系統(tǒng)的應(yīng)用實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過程的有效控制。與人工控制方式相比，這種自動(dòng)控制方式的應(yīng)用可以有效提升無縫鋼管六輥矯直機(jī)的生產(chǎn)效率[3]。

（二）該無縫鋼管六輥矯直機(jī)的運(yùn)用優(yōu)勢(shì)

與其他無縫鋼管六輥矯直機(jī)設(shè)備相比，這種設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在以下幾方面：

1.快壓缸方面

在傳統(tǒng)矯直機(jī)的應(yīng)用過程中，由于快壓缸需要承受的沖擊力較大，因此其常常容易受到損害。相比之下，這種無縫鋼管六輥矯直機(jī)的快壓缸具有良好的抗沖擊性能，因此，該設(shè)備能夠有效抵抗來自主液壓缸的沖擊力[4]。

2.八立柱高剛性預(yù)緊機(jī)架方面

與其他矯直機(jī)相比，這種無縫鋼管六輥矯直機(jī)的八立柱高剛性預(yù)緊機(jī)架的精度更高。因此，在實(shí)際矯直過程中，該矯直設(shè)備能夠?yàn)橄嚓P(guān)生產(chǎn)材料提供更大的矯直力，且整個(gè)矯直過程的機(jī)架晃動(dòng)現(xiàn)象得到了有效控制。

三、結(jié)論

無縫鋼管六輥矯直機(jī)的有效控制能夠從一定程度上保證生產(chǎn)材料的矯直質(zhì)量。將計(jì)算機(jī)控制、液壓以及機(jī)械等內(nèi)容應(yīng)用在無縫鋼管六輥矯直機(jī)的設(shè)計(jì)中，可以實(shí)現(xiàn)矯直機(jī)設(shè)計(jì)質(zhì)量的提升。與其他矯直機(jī)相比，這種矯直設(shè)備的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)主要表現(xiàn)在快壓缸以及八立柱高剛性預(yù)緊機(jī)架等方面。

參考文獻(xiàn)：

[1]李連進(jìn).六輥斜軋無縫鋼管矯直機(jī)的壓下量研究[J].鍛壓技術(shù)，2008，05：82-84.

[2]孫海濱，丁先進(jìn)，劉煥利.無縫鋼管六輥、斜輥矯直機(jī)的設(shè)計(jì)[J]. 天津冶金，2008，05：139-141+152.

[3]項(xiàng)凌松，王會(huì)民，王淑貞，王正平.六輥矯直機(jī)消除無縫鋼管矯后管端壓扁的工藝研究[J]. 黑龍江冶金，2000，02：1-4.

[4]路樂偉.基于PLC控制的426型六輥矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)[D].河南科技大學(xué)，2014.

（作者單位：1.內(nèi)蒙古科技大學(xué)；

2.包鋼（集團(tuán)）包鋼鋼聯(lián)股份有限公司鋼管公司）