铝型材挤压生产中双牵引的关键技术
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      铝型材挤压生产的专业技术要求高,使用双牵引装备技术不仅能够连续挤压,促进挤压效率的提高,而且可在停车环和焊接环之间将铝型材锯切分离开来,提升成材率,因此,加强双牵引装置技术的研究具有重要的现实意义。 

    一、双牵引装置结构简介

    双牵引装置有接力式与交替式双牵引装置之分,其中前者在大型挤压生产线中应用较为广泛,而交替式双牵引装置在中小型挤压生产线中应用较为普遍。接力式双牵引装置中两个牵引机共同使用一个导轨,传输装置由电机进行驱动,带动牵引机在导轨上进行运动。因使用同一个导轨,两个牵引机前后位置得以确定,借助接力式方式对铝型材进行交接,完成连续挤压操作。


    交替式双牵引装置,不同牵引机有着单独的导轨,不同牵引机可实现对铝型材进行单独的牵引操作,借助交替式运动对铝型材进行连续挤压。铝型材的锯切分离主要由移动热锯来完成,牵引机和热锯一起进行运动,当两者同步时便对铝型材进行锯切分离,该结构形式不仅能够实现对铝型材的连续挤压,而且使得铝型材的成材率大大提高。 


    二、上夹式与侧夹式双牵引技术 


    (1)上夹式双牵引技术 


      上夹式双牵引装置的钳口驱动装置处于铝型材上部,下钳口从铝型材两边摆入,并由齿轮旋转装置进行驱动,对铝型材起支撑作用。上钳口受升降油箱驱动,从上面将铝型材压紧,而后在电机传动装置驱动下,沿牵引机路轨由牵引机对铝型材进行牵引操作。为铝型材交接的顺利进行,主牵引机的升降可由机架升降装置进行驱动。但分析发现,生产实践中此种牵引机存在以下问题。


      首先,牵引机具有较高的重心,牵引及快速回程中,容易出现摆动或晃动,给挤压出铝型材的平直度造成不良影响。其次,为进一步提高牵引机的稳定性,需要导轨具备较大刚度,使导轨重量增加,无形中增加投入成本。最后,下钳口运用摆动夹料形式,为促进下钳口对铝型材具有较好的适应性,需增加其摆动范围,使得牵引机行走及高度存在较大不稳定性。 


    (2)侧夹式双牵引技术 


      针对上夹式牵引机存在的不足,人们研制出了侧夹式双牵引装置,其主要由下钳口装置、钳口伸缩油缸、牵引机机架等构成,下钳口装置借助下钳口伸缩直线导轨安装在牵引机机架上,部分下钳口装置下部安装下钳口,上部安装上钳口升降直线导轨,上钳口臂在升降直线导轨上固定。 


      侧夹式牵引装置工作时对制品进行侧向夹持,设计过程中并不需要考虑牵引机上方夹持产生的空间影响,使得牵引机的重心与高度得以降低,设备运行更为平稳。另外,设备使用的材料大大减少,设备制造成本明显降低。而且采用该种技术牵引机之间能够更为顺利地进行交接,控制更为方便。 


    三、双牵引装置的通信及驱动技术


    (1)双牵引装置的通信技术 


      众所周知,双牵引装置动作复杂程度较高,而且不同牵引机上控制较多的动作电气信号。考虑到牵引机做往复运动,信号通过线缆连接困难程度较大,因此,有关双牵引装置通信技术的研究受到越来越多业内人士的重视与关注。 


      牵引机通信技术的发展由先前的移动拖链线缆连接、发展至无线网络技术,使得信号通信质量与效率得以明显提升。无线网络通信技术为第四代通信技术,能够在不需要传输介质的情况下向三维空间进行数据的传输,在组网区域中设计、安装接入点设备便可构建局域网,为自动化设备、智能设备间的通信提供高宽带无线数据链路。尤其在移动终端上安装无线网卡便可在一定范围内接入网络。


    由此可见,在一些较为复杂的环境中无线通信技术不仅能够很好地弥补有线网络的不足,而且使得网络信号的传输性能得以很好地提升。使用知名公司生产的无线交换机设备,将双牵引装置当作接入点加以控制,并且也可将成品锯、尾架、拉伸矫直机移动头当作接入点,以全面覆盖整个设备。 


    (2)双牵引装置驱动技术 


      牵引机主要靠电机进行驱动,电机可分为交流变频电机、直流电机、直线电机等,其中直线电机在轨道上运动,牵引机机架在直线机的支撑架上固定,轨道在发挥导向作用的同时,安装有相关的磁极。以该种方式对牵引机进行驱动,在降低设备成本的同时,使得牵引的工作效率得以明显提升。不过考虑到直线电机驱动时对两个电极间的间隙要求非常高,无形中增加设备的故障率,一定程度上限制了其推广应用。 


      双牵引装置之前运用直流电机进行驱动,借助电机的电压环与电流环分别对牵引力、牵引速度进行控制,在保证牵引力不变的基础上对牵引速度进行调节。直流电机的优点有:转矩比较大,而且调速操作简单,但存在投入成本高、碳刷容易产生火花,维护难度大等缺点。 


      近年来变频技术发展迅速,尤其在矢量变频技术发展推动下,当前使用变频电机可实现对直流电机的模拟。矢量变频技术基于DQ轴理论,将电机电流分为D轴与Q轴电流,前者为励磁电流、后者为力矩电流,从而能够对交流电机的力矩与励磁电流分别加以控制,使交流电机具备与直流电机相近的功能,给牵引机力量环与牵引机速度的分别控制奠定基础。 


    四、结论 


      铝型材挤压双牵引技术水平的高低,往往给铝型材生产质量产生较大影响,因此,为生产出更多优质,符合社会生产要求的铝型材产品,有必要对铝型材挤压双牵引技术进行研究。该文通过研究得出以下结论。 
      (1)与上夹式双牵引技术相比,侧夹式牵引机牵引过程非常平稳,不仅返回速度快,而且具有较高的可靠性。 


      (2)在双牵引装置中应用无线通信技术,在减少设备成本的同时,故障发生率也大大降低,尤其使得精整设备自动控制范围得以扩大,实现了全自动化。 


      (3)对交流电机进行矢量变频器控制对牵引机进行驱动,不仅方便设备的维护,而且使成本得以明显降低。


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