離心鑄造或者通知操作人員應(yīng)急處理

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　　離心鑄造機(jī)，在業(yè)內(nèi)也簡(jiǎn)稱(chēng)離心機(jī)。將熔融金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型中，在離心力的作用下完成充填、凝固成型獲得金屬鑄件的機(jī)器。數(shù)控離心鑄造機(jī)，就是在離心機(jī)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制運(yùn)行。

　　主要介紹離心鑄造機(jī)的電氣控制部分，從離心鑄造機(jī)的設(shè)種類(lèi)來(lái)看，因?yàn)楹w面較多，不能一一涉及，將有側(cè)重點(diǎn)的只對(duì)軋輥離心鑄造機(jī)、鋼管離心鑄造機(jī)等相應(yīng)鑄造設(shè)的電氣部分予以較為詳細(xì)的闡述，特別是在離心軋輥制造的自動(dòng)化控制方面，所述及的技術(shù)功能，在國(guó)內(nèi)具有的創(chuàng)新意義。

　　離心鑄造，是將液態(tài)金屬澆入旋轉(zhuǎn)的鑄型里，在離心力作用下充型并凝固成鑄件的鑄造方法。離心鑄造用的機(jī)器稱(chēng)為離心鑄造機(jī)。

　　臥式離心鑄造機(jī)主要用于澆注各種管狀鑄件,如軋輥制造過(guò)程中的前期管型結(jié)構(gòu)，灰鑄鐵、球墨鑄鐵的水管和煤氣管,管徑小75毫米,可達(dá)3000毫米，此外可澆注造紙機(jī)用大口徑銅輥筒,各種碳鋼、合金鋼管以及要求內(nèi)外層有不同成分的雙層材質(zhì)鋼軋輥。

　　離心鑄造所用的鑄型，離心鑄造根據(jù)鑄件形狀、尺寸和生產(chǎn)批量不同，可選用非金屬型(如砂型、殼型或熔模殼型)、金屬型或在金屬型內(nèi)敷以涂料層或樹(shù)脂砂層的鑄型。鑄型的轉(zhuǎn)數(shù)是離心鑄造的重要參數(shù)，既要有足夠的離心力以增加鑄件金屬的致密性，離心力又不能太大，以免阻礙金屬的收縮。尤其是對(duì)于鉛青銅，過(guò)大的離心力會(huì)在鑄件內(nèi)外壁間產(chǎn)生成分偏析。根據(jù)產(chǎn)品對(duì)于重力系數(shù)要求的不同，工藝設(shè)計(jì)要求作出的轉(zhuǎn)速要求不同，一般需要達(dá)到在每分鐘幾十轉(zhuǎn)到1500轉(zhuǎn)左右。離心鑄造

　　離心鑄造的特點(diǎn)是金屬液在離心力作用下充型和凝固，金屬補(bǔ)縮效果好，鑄件組織致密，機(jī)械性能好；鑄造空心鑄件不需澆冒口，金屬利用率可大大提高。因此對(duì)某些特定形狀的鑄件來(lái)說(shuō)澆注小車(chē)、取件機(jī)構(gòu)，離心鑄造是一種節(jié)省材料、節(jié)省能耗、高效益的工藝，但須特別注意采取有效的安全措施。

　　離心鑄造機(jī)由主機(jī)、澆注小車(chē)、取件機(jī)構(gòu)、噴涂機(jī)構(gòu)、電氣控制與監(jiān)測(cè)系統(tǒng)、冷型（冷型（管模））預(yù)熱裝置、水冷系統(tǒng)、安全防護(hù)罩等部分組成。

　　主機(jī)是離心鑄造機(jī)的核心部分，完成冷型（管模）的旋轉(zhuǎn)動(dòng)作。冷型（管模）轉(zhuǎn)速可無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，以滿足不同管徑的工藝要求。主機(jī)由大底座、電機(jī)底座、調(diào)速電機(jī)、軸承座、軸、皮帶傳動(dòng)等部分組成。

　　噴涂機(jī)構(gòu)完成冷型（管模）的噴涂料動(dòng)作，主要由氣動(dòng)元件、涂料罐、噴涂移動(dòng)小車(chē)等組成。

　　冷型或者冷型（管模）的旋轉(zhuǎn)由調(diào)速主電機(jī)提供動(dòng)力，調(diào)速平穩(wěn)，且調(diào)速范圍寬，以適應(yīng)不同冷型管徑的生產(chǎn)要求。

　　本文主要講述的就是設(shè)的電氣控制和監(jiān)測(cè)部分。所涉及內(nèi)容，將會(huì)貫通到整機(jī)的各個(gè)部分。

　　簡(jiǎn)而言之，離心鑄造機(jī)的電氣控制系統(tǒng)由主電機(jī)調(diào)速控制器、控制柜、低壓電氣元件、按鈕、指示燈等組成，控制系統(tǒng)具有完善的動(dòng)作互鎖、過(guò)流、過(guò)載等安全保護(hù)措施。

　　監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，是指對(duì)于設(shè)的運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測(cè)的系統(tǒng)，包括對(duì)振動(dòng)，溫度，轉(zhuǎn)速等實(shí)際運(yùn)行指標(biāo)實(shí)時(shí)加以檢測(cè)的裝置，是設(shè)系統(tǒng)運(yùn)行的狀態(tài)反饋點(diǎn)，是對(duì)于電氣系統(tǒng)控制的校正部分。

　　電磁調(diào)速的基本原理是，主電機(jī)采用電磁電機(jī)，配以電磁調(diào)速器的模式，對(duì)電氣運(yùn)行部分加以控制。主要優(yōu)點(diǎn)是，造價(jià)低廉，速度控制基本滿足要求；突出缺點(diǎn)是，在制動(dòng)過(guò)程中，不能很好地響應(yīng)升降速要求，速度隨負(fù)載的波動(dòng)而波動(dòng)，尤其是在軋輥離心制作過(guò)程中，需要外力干預(yù)；在很多軋輥的實(shí)際使用時(shí)，往往采用人工撬杠的模式實(shí)現(xiàn)人工降速，不能很好的保障人身安全。

　　直流調(diào)速模式的基本結(jié)構(gòu)是，主動(dòng)力來(lái)源為直流電機(jī)，采用直流調(diào)速器控制，優(yōu)點(diǎn)是速度響應(yīng)好，過(guò)載能力強(qiáng)，制動(dòng)效果好；但是，與交流變頻控制相比，缺點(diǎn)是造價(jià)相對(duì)稍高，速度響應(yīng)能力在同等條件下，變頻模式更好，全反饋模式下的變頻調(diào)速將更加、更好的響應(yīng)速度變化要求。

　　交流變頻調(diào)速模式，是主動(dòng)力電機(jī)采用變頻電機(jī)，用變頻器作為驅(qū)動(dòng)電源。其優(yōu)點(diǎn)是：操作簡(jiǎn)單，調(diào)試方便。對(duì)于輸入過(guò)壓、電路浪涌等不敏感，可以極大的方便現(xiàn)場(chǎng)生產(chǎn)使用。

　　數(shù)控化交流變頻調(diào)速方式，是以交流變頻調(diào)速控制方式為基礎(chǔ)，加上自動(dòng)化控制的配套部分，形成的完整的自動(dòng)化控制模式，本文將對(duì)此展開(kāi)介紹。

　　1、 離心機(jī)專(zhuān)用數(shù)控系統(tǒng)。數(shù)控系統(tǒng)具的功能是，接收目標(biāo)任務(wù)，發(fā)出各種控制指令，采集運(yùn)行狀態(tài)反饋信息，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的完全加工過(guò)程。

　?。?）通過(guò)系統(tǒng)控制，可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化停機(jī)，只要產(chǎn)品的凝固點(diǎn)出現(xiàn)，則可以自動(dòng)停機(jī)；

　　（6）可以在加工過(guò)程中，隨設(shè)定程序，進(jìn)行各種不同的速度曲線實(shí)驗(yàn)，可以探討出的速度曲線，既可以無(wú)級(jí)調(diào)速也可以分段調(diào)速，可以方便的提高軋輥等的重力系數(shù)。

　?。?）可以提高產(chǎn)品加工的施工安全性，一旦監(jiān)測(cè)到振動(dòng)異常，即可以停止工作，或者通知操作人員應(yīng)急處理；

　　（9）通過(guò)系統(tǒng)控制，可以保證產(chǎn)品的性能一致性，使其不再因不同操作者的經(jīng)驗(yàn)水平不同而影響產(chǎn)品質(zhì)量；

　　2、 電控柜，內(nèi)含：變頻器，制動(dòng)單元，其他電器配套件，速度顯示器，溫度顯示器。

　?。?）在離心機(jī)的生產(chǎn)控制指標(biāo)中，速度和溫度是兩個(gè)為重要的因素，采用大屏幕數(shù)字顯示器，可以讓操作者的使用非常直觀方便。

　?。?）在離心機(jī)的功能指標(biāo)中，能夠及時(shí)制動(dòng)，在工藝要求的范圍內(nèi)按時(shí)的降低速度，這是必要的性能。采用了冗余控制的方式，多重制動(dòng)方式，程度的保證了制動(dòng)的性能指標(biāo)。

　?。?）基于對(duì)客戶高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，可能的實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)安全性，包括能夠提高產(chǎn)品的成品率方面，做了極為人性化的考慮。實(shí)現(xiàn)了在變頻驅(qū)動(dòng)器失效的情況下，可以接近工藝要求的方式，電機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)至停車(chē)狀態(tài)，可能的保證用戶后一件產(chǎn)品的成品率。

　　因?yàn)殡x心產(chǎn)品制造過(guò)程中，需要高速旋轉(zhuǎn)，因此其工作場(chǎng)所從安全角度來(lái)講，是高危地點(diǎn)，所以盡可能的保證操作人員的安全，是生產(chǎn)過(guò)程的重要任務(wù)，而遠(yuǎn)離冷型運(yùn)轉(zhuǎn)地點(diǎn)是一個(gè)上好的選擇。無(wú)線遠(yuǎn)距離控制器應(yīng)運(yùn)而生，可以在幾十米甚至更遠(yuǎn)的距離，實(shí)現(xiàn)手動(dòng)調(diào)速。對(duì)于離心機(jī)電氣控制來(lái)說(shuō)，無(wú)論是否數(shù)控化，它都可以較好的滿足手動(dòng)控制模式下的各種速度調(diào)整。

　　4、 電機(jī)，選用變頻調(diào)速電機(jī)，低速大扭矩。在產(chǎn)品選擇過(guò)程中，已經(jīng)固定選用了低速大扭矩的變頻調(diào)速電機(jī)，過(guò)載性能好，速度穩(wěn)定，較好的滿足了各種生產(chǎn)場(chǎng)所的需要。根據(jù)軋輥制造的速度范圍，較為普遍的選擇是8極與10極的電機(jī)，這主要取決于常用規(guī)格產(chǎn)品的工藝要求。

　　5、 實(shí)時(shí)運(yùn)行監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，（1）測(cè)溫系統(tǒng)，含3個(gè)部分，非接觸在線的紅外遠(yuǎn)程測(cè)溫系統(tǒng)和熱電偶實(shí)時(shí)在線測(cè)溫系統(tǒng)，以及冷卻液的實(shí)時(shí)溫度狀態(tài)測(cè)量；（2）電機(jī)的實(shí)時(shí)速度反饋；（3）振動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)，含：冷型振動(dòng)的實(shí)時(shí)測(cè)量，軸承的運(yùn)行溫度振動(dòng)等狀態(tài)；（4）電器防護(hù)系統(tǒng)。

　　實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，離心鑄造是自動(dòng)化離心鑄造的必要配置，沒(méi)有這些監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，數(shù)控系統(tǒng)將無(wú)法發(fā)出停車(chē)指令，也就不能完成鑄造過(guò)程。

　　通過(guò)溫度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可以實(shí)時(shí)獲得無(wú)限接近的合金實(shí)際溫度值，盡管紅外測(cè)量溫度受材質(zhì)的影響，但是通過(guò)數(shù)控系統(tǒng)可以獲得完好的修正；通過(guò)對(duì)電機(jī)的速度實(shí)測(cè)，可以做到對(duì)電機(jī)控制速度準(zhǔn)確率達(dá)到0.1%以內(nèi)的轉(zhuǎn)速誤差；通過(guò)振動(dòng)測(cè)量，可以實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)冷型的運(yùn)行狀態(tài)，可以監(jiān)測(cè)軸承是否運(yùn)行良好，可以限度的規(guī)避安全隱患。

　　為了能夠順利取得測(cè)量數(shù)據(jù)，需要對(duì)測(cè)量元件和線路傳輸部分予以保護(hù)，這就是電器防護(hù)系統(tǒng)。其中包括空調(diào)制冷系統(tǒng)，輻射熱量的隔離系統(tǒng)等。

　　6、 其它電氣控制聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)，如涂料噴涂，澆鑄小車(chē)移動(dòng)，天車(chē)運(yùn)行警示系統(tǒng)等等。

　　在完成一個(gè)離心生產(chǎn)制造過(guò)程時(shí)，噴涂和澆鑄過(guò)程可以共用一個(gè)小車(chē)，但需要分時(shí)使用，在這個(gè)使用的過(guò)程中，驅(qū)動(dòng)小車(chē)的電氣系統(tǒng)需要與系統(tǒng)的手動(dòng)運(yùn)行模式銜接起來(lái)；還有，有關(guān)超程限位等的保護(hù)措施，都要與自動(dòng)化控制模式兼容起來(lái)。

　　因?yàn)殡x心機(jī)的運(yùn)行必須保障人員安全，需要在離心機(jī)運(yùn)行時(shí)，不得有天車(chē)經(jīng)過(guò)，同時(shí)加工完成時(shí)，天車(chē)必須及時(shí)在時(shí)間到達(dá)工作現(xiàn)場(chǎng)，因此離心機(jī)數(shù)控部分建立了天車(chē)警示與互動(dòng)系統(tǒng)。

　　以上為數(shù)控離心機(jī)的電氣控制部分主要功能介紹，介紹了如何實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)化生產(chǎn)的基本條件和電氣控制的基本模式。

　　1、產(chǎn)品范圍：直徑Φ200~Φ2000mm；輥身長(zhǎng)度1000~5000mm；80噸以內(nèi)。

　　2、驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)：變頻器及變頻電機(jī)355kw以內(nèi)，基本滿足多數(shù)使用情況要求。

　　3、數(shù)控系統(tǒng)：①具計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制功能，同時(shí)設(shè)有手動(dòng)控制功能，兩種模式可以切換。②冷型轉(zhuǎn)速可由計(jì)算機(jī)程序設(shè)定，按設(shè)定工藝程序進(jìn)行自動(dòng)程序控制。
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