國外于20世紀(jì)80年代中期推出的防止焊件軸向竄動焊接滾輪架,能將焊件的竄動量控制在±2mm以內(nèi)。我國近年來也有個別工廠生產(chǎn)過防竄動滾輪架,但在實(shí)用性和可靠性方面,與國外產(chǎn)品相比還存在著差距。下面談?wù)剣鴥?nèi)在此產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)上的進(jìn)展,經(jīng)過實(shí)際檢測,其綜合指標(biāo)已優(yōu)于國外同類產(chǎn)品。
實(shí)例:我公司于2002年5月份研制成功并交付云天化集團(tuán)使用的40t防止軸向竄動滾輪架的實(shí)測數(shù)據(jù)如下:
主動滾輪的圓周速度 2.7-72m/h無極調(diào)速;
速度波動量按不同轉(zhuǎn)速要求<±3%;
無爬行現(xiàn)象;
更換不同焊件并經(jīng)過連續(xù)72h運(yùn)行,焊件在整個運(yùn)行期間竄動量為零。
1.焊件產(chǎn)生軸向竄動的主要原因
如果滾輪和焊件都是理想的圓柱體,且各滾輪尺寸一致,并且其轉(zhuǎn)動軸線都在同一水平面內(nèi)并與焊件軸線平行時,放在滾輪架上的焊件是不會產(chǎn)生軸向竄動的,這是理想情況。但實(shí)際上是不可能做到的,尤其是焊件就不可能做到理想中的圓柱體。
曾有人說過:只要將主、從滾輪架在水平和軸向上的位置找好,固定下來,下次再用時就不會竄動了。但經(jīng)過我們多次試驗(yàn),這種方法時行不通的。即便是同一個焊件,此時調(diào)整后已不再竄動,但換個方向旋轉(zhuǎn)或?qū)⒃摵讣跗鹨苿游恢煤笤俜诺綕L輪架上,該焊件又會竄動了,更不用說換另外一個焊件了。
國內(nèi)一些工廠采用在焊件端頭硬頂?shù)霓k法,這種辦法對設(shè)備和焊件都有損害,實(shí)屬無奈。國外制作的防竄滾輪架,雖能滿足要求,可惜價格較昂貴。
理論和實(shí)踐都證明:影響焊件做軸向竄動的主要原因是滾輪各軸線與焊件軸線的平行度。因此,在制造和使用焊接滾輪架時,首先要盡量做到:①主、從滾輪架都位于同一中心線上。②各滾輪的軸線都在一個水平面內(nèi)且相互平行。③滾輪間距相等。
2.防竄機(jī)械執(zhí)行機(jī)構(gòu)
實(shí)際上,焊件在滾輪架上的軸向竄動,其焊件本身是在作螺旋運(yùn)動,如能采取措施,把焊件的左旋及時地改為右旋或?qū)⒂倚臑樽笮?,直至焊件不再作螺旋運(yùn)動為止。
目前,已有三種執(zhí)行機(jī)構(gòu)可完成此任務(wù):
(1)頂升式執(zhí)行機(jī)構(gòu) 從動滾輪架地一側(cè)滾輪可以做升降運(yùn)動,使焊件軸線發(fā)生偏移,同時也使焊件自重產(chǎn)生地軸向分量發(fā)生變化。這種調(diào)節(jié)方式其優(yōu)點(diǎn)是調(diào)節(jié)靈敏度較高,缺點(diǎn)是制造成本高,體積大。
(2)偏移式執(zhí)行機(jī)構(gòu) 從動滾輪架的兩側(cè)滾輪沿其垂直中心線可做同向偏移,以此改變滾輪與焊件的軸向摩擦分力。這種調(diào)節(jié)方式其優(yōu)點(diǎn)是靈敏度高,但最大的缺點(diǎn)是對滾輪的磨損太大。
(3)平移式執(zhí)行機(jī)構(gòu) 從動滾輪架的兩側(cè)滾輪可以同時垂直于焊件軸心線做水平移動,從而達(dá)到調(diào)節(jié)焊件軸心線以及調(diào)節(jié)滾輪軸線夾角的目的。這種調(diào)節(jié)方式其優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好,制造成本低,結(jié)構(gòu)簡單,不占用額外的安裝空間。
3. 主動輪轉(zhuǎn)速控制
要做到使焊件無級調(diào)速的平穩(wěn)旋轉(zhuǎn),一般采用兩種驅(qū)動方式:直流調(diào)速和交流變頻調(diào)速。由于直流調(diào)速存在著故障率高且成本也高的缺陷,因而我們選擇了交流變頻調(diào)速。隨著電子技術(shù)的發(fā)展,交流變頻調(diào)速已經(jīng)完全能夠滿足各種噸位焊接滾輪架的需求。
為使焊接滾輪架的滾輪間距調(diào)節(jié)方便可靠,組合便利,我們建議采用主動輪單獨(dú)驅(qū)動的設(shè)計方案,即每個主動輪單獨(dú)利用一臺電動機(jī)和減速機(jī)構(gòu)驅(qū)動。但是,這里要注意解決好各主動輪的同步問題,在選用電動機(jī)和減速機(jī)結(jié)構(gòu)上要盡量選用特性一致且經(jīng)過實(shí)測的使用。在驅(qū)動方式上建議使用一套驅(qū)動源,各個主動輪電動機(jī)并聯(lián)的方式。