Introdução ao rolo automático

Mecanismo e controle automáticos

Para a conformação de anéis com seções transversais contornadas, o laminador de anéis verticais possui dois rolos principais, um mandril e vários rolos limitadores. Esses rolos têm formas formadas neles para combinar com a forma do anel do produto final. Isso significa que seria necessário trocar os rolos pelos que correspondessem às respectivas peças de trabalho. Na laminação de anéis, todas as suas operações dependiam fortemente dos instintos e experiências dos trabalhadores qualificados. E, nas respectivas unidades, como unidade hidráulica, não havia sensores acoplados para coleta de dados como posições e pressões, e não foi possível fazer a análise e verificação das condições de rolamento.

Como tal, com os laminadores verticais do tipo manual, todos os processos, incluindo as preparações antes da laminação, tinham que ser operados manualmente por trabalhadores qualificados e havia problemas como a variabilidade na laminação e a dificuldade de passar as habilidades para as próximas gerações. Além disso, à medida que as demandas por anéis laminados de formato quase final de alta precisão aumentam, a formulação de know-how de laminação de alto nível se apresenta como um problema.

Com base nessas questões com os laminadores de anéis verticais do tipo manual, desenvolvemos um laminador de anéis vertical automatizado. Sua construção mecânica e o conteúdo do controle são descritos.

A Tabela 3-1 mostra as especificações principais do VRRM e a Fig. 3-1 mostra a aparência geral da máquina.

A Tabela 3-2 mostra a comparação das principais construções mecânicas entre o VRRM e o laminador de anéis vertical do tipo manual. Embora a construção mecânica fundamental do VRRM seja semelhante à do laminador de anéis vertical do tipo manual, para fins de automatização, tais mudanças como os dispositivos diferentes do cilindro pressurizado podem mudar suas posições usando motores hidráulicos ou redutores, e vários sensores adicionados tem sido feito.

Uma das principais diferenças mecânicas do laminador de anéis vertical do tipo manual é que o recurso de medição do diâmetro externo do anel foi adicionado. Esta característica foi obtida com a função de um dos vários rolos de restrição como o rolo de medição do diâmetro externo do anel, que estará em contato constante com o diâmetro do anel durante a laminação do anel, ao contrário dos outros rolos de restrição, e medirá o diâmetro externo do anel. Ao atingir a posição final do diâmetro externo do anel, este rolo será automaticamente fixado e funcionará da mesma maneira que os outros rolos de restrição. A Tabela 3-3 mostra a comparação entre o VRRM e o laminador de anéis vertical do tipo manual quanto à automatização do controle, e os detalhes dos respectivos itens são explicados.

A configuração das respectivas posições de rolo usou o anel de medição cada vez que os rolos foram alterados, exigindo a mão de obra e as habilidades do trabalhador no passado. Foi feito para que as posições alvo sejam calculadas automaticamente a partir dos dados de entrada, como os diâmetros dos rolos, e que os rolos se movessem para as respectivas posições no modo de preparação automática.

O mecanismo de medição do diâmetro externo do anel do tipo contato permite a medição em tempo real do diâmetro externo do anel, que é usado para o controle da laminação automática.

A servo válvula é usada para o controle do cilindro pressurizado, permitindo um controle altamente preciso da posição e velocidade de feedback.

A rolagem do anel, no passado, era feita manualmente, dependendo das habilidades dos trabalhadores, e a capacidade de repetição da rolagem do anel era errática, o produto variava por trabalhador individual, mesmo se os anéis a serem rolados fossem os mesmos. VRRM foi feito de forma que a configuração de vários padrões de rolagem, seja automaticamente ou por entrada de dados, seja fácil, e que os dados de configuração de rolagem salvos de acordo com o número do item possam ser repetidos. Em outras palavras, o VRRM pode fazer o rolamento automático com alta capacidade de repetição pode ser feito independentemente das habilidades dos trabalhadores.

Além disso, o sensor de posição, o sensor de pressão e o amperímetro do motor são montados na respectiva parte do moinho, para exibir a tela de monitoramento de condição (Fig. 3-2) e o gráfico de tendência (Fig. 3-3), facilitando a investigação das causas da rolagem falhas e redução do tempo de resolução de problemas.

O gráfico de tendência pode ser usado, não apenas para diagnóstico de falhas, para a coleta de dados detalhados de rolagem por rolagem. Isso ajudará na análise e verificação quantitativa de vários dados de rolamento e na formulação do know-how de rolamento.

O laminador de anéis vertical pode laminar formatos de anéis assimétricos, bem como formatos de anéis simétricos. No entanto, há um problema de que a diferença de velocidade circunferencial será gerada entre os pontos de assimetria direito / esquerdo. VRRM havia lidado com os defeitos de rolamento deste problema de diferença de velocidade circunferencial, usando o motor de acionamento de controle variável de rpm para um dos dois rolos principais.

Otimização da forma da peça bruta e condições de laminação do anel

A seqüência de fabricação é basicamente semelhante àquela que usa o laminador de anéis tipo horizontal para a conformação final dos anéis de seção transversal contornada.

Mesmo no caso de um laminador de anéis vertical ser usado para a conformação final, a pré-laminação será necessária na maioria dos casos. A máquina de pré-laminação pode ser horizontal ou vertical. O número de processos de pré-laminação na formação de laminador de anéis vertical, entretanto, pode ser menor do que na formação de laminador de anéis horizontal e, basicamente, apenas uma laminação prévia irá completar o processo. A forma de \"blank \" que foi formada neste processo de pré-laminação afetaria muito a formação da forma e a precisão na formação final por VRRM, e é importante otimizar a forma do blank.

No processo de fabricação atual de anéis de seção transversal contornada, testes repetidos de pré-laminação e laminação final devem ser feitos para determinar os formatos ideais dos rolos e formas vazias. Essa série de processos de teste-modificação-teste exige muito tempo, esforços e custos.

Assim, além da automatização do laminador vertical de anéis, é necessária a formulação de um novo know-how para otimizar a forma do blank. Concomitantemente com a conclusão do laminador de anéis vertical totalmente automático, os conhecimentos de laminação de alto nível, incluindo a otimização das formas em branco e as condições de laminação do anel, foram feitos, com base na tecnologia de simulação analítica na deformação de contornos anéis de seção transversal (Fig. 4-2) e nos resultados das simulações. Essa formulação de know-how de laminação por meio de simulações possibilitou a redução do número de laminações de teste, e espera-se a redução de custos com reparos de laminação, materiais e mão de obra.

Resultados do teste de rolamento

Exemplos de laminação de anel de seção transversal contornada por VRRM são apresentados. O formato do projeto do anel final foi, como mostrado na Fig. 5-1, contornado no diâmetro externo e reto no diâmetro interno; um anel em forma de tambor, com diâmetro externo maiorφ429 mm, diâmetro externo menor φ383 mm, diâmetro interno φ316 mm, largura de 220 mm e peso em torno de 90 kg. Esta é uma forma que um laminador de anéis horizontal teria grande dificuldade em formar o flange no grande diâmetro externo.

Esta peça em branco foi formada por um laminador de anéis horizontal como máquina de pré-laminação.

A Fig. 5-3 mostra a forma de anel laminado após a laminação final por um laminador de anel vertical. Como a formação da flange no grande diâmetro externo na formação da peça em bruto era insuficiente, havia um subpreenchimento significativo na flange do anel laminado final. Isso indica que a formação da peça bruta pela máquina de pré-laminação afetaria muito a formação final do anel.