一、主要性能
1.設(shè)備對橋殼及半軸套管進行全自動上下料及端面的全接觸面摩擦焊接,摩擦焊接分三個階段,第一階段為一級摩擦階段為了使工件預(yù)熱使其平穩(wěn)升溫過渡摩擦系數(shù)最高的溫度,第二階段為二級摩擦階段使焊口充分融合進行位移,第三階段為頂鍛階段完成整個焊接過程;
2.整個設(shè)備采用計算機程序控制
a) 可在焊接過程中實時顯示雙側(cè)主軸轉(zhuǎn)速、軸向壓力(摩擦壓力、頂鍛壓力)、焊接縮短量(滑臺處置及位移位置)、摩擦功率(主軸電機電流)、主軸轉(zhuǎn)數(shù)、夾具位置、油溫信息、總焊接數(shù)量(包含焊接過程因報警終止焊接次數(shù))、曲線與數(shù)據(jù),開關(guān)量(DI、DO)狀態(tài)、焊接前后工件長度變化;
b) 焊接過程中軸向壓力(兩級摩擦壓力、頂鍛壓力)閉環(huán)控制,滑臺運動速度的閉環(huán)控制;
c) 焊接生產(chǎn)過程參數(shù)變化曲線和特征數(shù)據(jù)(主軸轉(zhuǎn)速、摩擦壓力、頂鍛壓力、摩擦縮短量、頂鍛縮短量、總縮短量、峰值電流、穩(wěn)態(tài)電流等)的列表顯示、回放、打印、存儲與調(diào)用;
d) 焊接規(guī)范參數(shù)、傳感器系數(shù)、作動器件參數(shù)、PID控制系數(shù)、焊接模式的設(shè)定、存儲與調(diào)用;
e) 焊接過程測控方式選擇,摩擦起點判斷方式(壓力、位移)、二級摩擦控制方式(位移或時間控制)、歷史數(shù)據(jù)存儲方式等;
f) 可以進行IPC一級控制,也可進行IPC+PLC兩級控制;
g) 焊接參數(shù)超限報警(計算機界面及聲光);
3.設(shè)有計算機監(jiān)測功能,焊接時可對相關(guān)的四條曲線(轉(zhuǎn)速、扭矩(電流)、壓力、位移、時間基軸)進行實時檢測顯示。需要時可以直接通過彩色打印機打印,提供保證焊接質(zhì)量的證據(jù);
4.報警及保護功能:如果超出參數(shù)變動范圍則自動報警,夾具夾緊位置報警,如電機過電流或當(dāng)油路堵塞時可以報警或切斷電機電源;
5.雙頭摩擦焊機可做到同時雙頭使用及分別單頭使用,或單獨焊接單頭、還可先焊接左側(cè)接頭再焊接右側(cè)接頭;
6.預(yù)留自動上下料通訊接口及PLC擴展模塊。
二、設(shè)備的組成:
設(shè)備主機部分:由1個雙組合床身(內(nèi)床身負責(zé)頂鍛平衡內(nèi)應(yīng)力工作)、2套主軸箱(包括直流電機、主軸、同步皮帶輪、液壓回轉(zhuǎn)卡盤)、2組水平對開式連桿鉗口夾具、1套車橋內(nèi)腔漲芯夾具等組成;
液壓系統(tǒng)部分:比例閉環(huán)控制液壓系統(tǒng)由電機、雙聯(lián)泵、葉片泵、柱塞泵、比例閥、減壓閥、換向閥、單向閥、液壓缸、溢流閥、流量閥、濾清器、壓力傳感器、油箱及金屬配管等組成;
液壓油冷卻部分:配置LO-300P工業(yè)用油冷機,以保持液壓系統(tǒng)油溫恒定;
潤滑部分:主/被動雙模式潤滑系統(tǒng)由電機、齒輪泵、溢流閥、單向閥及壓力表等組成,主軌道及鉗口潤滑采用自動稀油潤滑器;
電氣部分:由電源控制柜、操作控制柜及輔助電源線走線槽等組成。電源柜由三組標準柜聯(lián)合組成,柜內(nèi)安裝有高低壓電器元件、空調(diào)機照明,控制柜由三段式歐標控制柜、工控機、低壓元件組成;
質(zhì)量檢測系統(tǒng):通過計算機及各個傳感器采集反饋焊接數(shù)據(jù)進行時時比對檢測并存儲每件車橋的焊接數(shù)據(jù);
除外焊接飛邊部分:2套推刀形式除外飛邊裝置;
自動上下料部分:預(yù)留機器人自動上下料通訊接口;
外防護:整機防護網(wǎng)隔離,液壓系統(tǒng)做隔音防護隔離;
三、焊接工件參數(shù)
焊接工件:車橋中段及半軸套管的自動雙頭焊接并雙頭去除外焊接飛邊(法蘭盤需要摩擦焊后在進行套裝焊接,并保證橋殼本體焊接處圓段位置A長度大于80mm)
材料:半軸套管30Mn2 橋殼中段Q490C
車橋焊接處最大外徑: 150mm
焊接工件壁厚:16mm
車橋焊后總長度: 2600 mm
半軸套管長度: 350mm
橋殼長度:1200-2000mm
注:以上焊接參數(shù)只做參考,根據(jù)定制設(shè)備(常用130噸,160噸,320噸)準確參數(shù)需要根據(jù)最后定型圖紙做調(diào)整;
四.設(shè)備精度
焊件長度誤差±2mm (焊接壓縮量誤差)
焊件同軸度≤0.5mm(檢測檢棒或機加工工件)
五、夾 具:
旋轉(zhuǎn)夾具:2套旋轉(zhuǎn)夾具采用三爪自動定心卡盤(碟簧自夾緊形式無需旋轉(zhuǎn)油缸)
床身夾具:2套連桿機構(gòu)自動定心水平對開鉗口夾具
橋殼定位漲芯:橋殼中間漲芯是液壓驅(qū)動雙滑動楔入式的機械結(jié)構(gòu)夾具,橋殼中段中心高可調(diào)
注:以上參數(shù)需要詳細交流后根據(jù)圖紙標注;
4.焊接效率:以135mm壁厚12mm為例,單次循環(huán)約為140秒
5. 主電機:直流電機功率 160KW X2
美國ParKer590直流驅(qū)動器 X2
6.主軸轉(zhuǎn)速500-700r/min 連續(xù)可調(diào)
7.潤滑電機:三相異步電機 功率為370 +370W
8.油泵電機:三相異步電機 功率為30+30+15KW
9.液壓系統(tǒng)最大壓力:21MPa(工作壓力18MPa)
10.主軸箱運動行程800mm(參考,根據(jù)最后交流結(jié)果更改)
11.最大頂鍛力:1300KN/1600KN/2000KN
12. 摩擦焊機的技術(shù)要求與工件焊接精度符合JB/T8086-2015《摩擦焊機》標準
13. 設(shè)備占地面積:60㎡不包含上下料
六、電控系統(tǒng)
電控系統(tǒng)由3組電源控制柜及1組檢測操作柜組成。
1. 電源控制柜:由直流驅(qū)動器、斷路器、電流互感器、電壓表、電流表、電機過電流保護器、交流接觸器、隔離變壓器、空調(diào)及照明等組成。分別向主電機、液壓站泵電機、潤滑電機、油冷機等供電及電控柜冷卻空調(diào)組成;
2. 檢測控制柜的硬件配置:由操作按鍵組、中間繼電器以及監(jiān)控系統(tǒng)。監(jiān)控系統(tǒng)包艾迅宏達的工控機、15寸觸摸顯示器、一個計數(shù)器卡、一個多功能卡(A/D輸入、D/A輸出、DI/DO數(shù)字輸入輸出、RS232接口及可編程設(shè)定AI通道增益)、接線端子板以及安裝在主機、液壓站上的壓力、位移、轉(zhuǎn)速等各種傳感器等組成。通過傳感器、信號采集卡對焊接過程參數(shù)的信號進行采集、轉(zhuǎn)換、計算處理后,以曲線和數(shù)值方式在屏幕上顯示;
電控系統(tǒng)具有以下功能:
1.該系統(tǒng)可以通過計算機輔助工藝設(shè)計,設(shè)置焊接參數(shù),對焊接參數(shù)可根據(jù)不同工件需要進行編輯修改,選擇、存儲(可存儲1500組焊接數(shù)據(jù))、和顯示,保證了焊接參數(shù)滿足不同工件焊接工藝的要求;監(jiān)控系統(tǒng)可以監(jiān)控和記錄一級摩擦時間、二級摩擦時間、頂鍛時間以及相應(yīng)的壓力及位移,當(dāng)需要時這些數(shù)據(jù)可以調(diào)回、查閱參考,以便手動更改時間及壓力(比例閥控制)設(shè)置輸入。系統(tǒng)可以檢測和顯示摩擦壓力(包括一級摩擦、二級摩擦、頂鍛壓力)、轉(zhuǎn)速、扭矩(電機電流)、位移(變形量)等摩擦焊工藝參數(shù)及這些參數(shù)隨時間的變化曲線;
2.該系統(tǒng)可以實現(xiàn)多種控制方式:可以手動調(diào)整或自動焊接方式,可以選用位移控制或時間控制方式,焊機可以實現(xiàn)先頂鍛后制動、或先制動后頂鍛控制方式;
3.該系統(tǒng)可以實時顯示焊接狀態(tài),焊接進行到那一工步,狀態(tài)正常都有相對應(yīng)的指示燈顯示,如果發(fā)生故障相對應(yīng)的指示燈變色并閃爍,顯示故障報警;
4.系統(tǒng)設(shè)有油路堵塞、過載、限位等故障報警安全保護系統(tǒng),使用更安全可靠;
5.在手動調(diào)試焊機時,為便于整機、液壓系統(tǒng)及各種動作的調(diào)試,按鍵面板手動操作界面設(shè)有各種動作的手動控制按鈕。設(shè)有一級開始按鈕,該按鈕起動后一級摩擦開始。在沒有裝卡焊接零件的空載情況下,可用此按鈕完成模擬一級摩擦開始后的全部程序;
6. 所有監(jiān)測數(shù)控據(jù)均可從USB接口導(dǎo)出儲存或直接彩色打印。焊接時可對相關(guān)的四條曲線監(jiān)測。必要時可以通過連接彩色打印機打印出來,提供保證焊接質(zhì)量的證據(jù);
7. 本設(shè)備具備一定的抗干擾措施,盡管如此,也應(yīng)遠離大功率的干擾信號如中頻爐、大功率等離子切割電源、大電流焊機 以免造成干擾停機。
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