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，在業(yè)內(nèi)也簡稱離心機。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器。數(shù)控離心鑄造機，就是在離心機的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)自動化控制運行。

　　主要介紹離心鑄造機的電氣控制部分，從離心鑄造機的設(shè)種類來看，因為涵蓋面較多，不能一一涉及，將有側(cè)重點的只對軋輥離心鑄造機、鋼管離心鑄造機等相應(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化控制方面，所述及的技術(shù)功能，在國內(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。離心鑄造用的機器稱為離心鑄造機。

　　臥式離心鑄造機主要用于澆注各種管狀鑄件,如軋輥制造過程中的前期管型結(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。尤其是對于鉛青銅，過大的離心力會在鑄件內(nèi)外壁間產(chǎn)生成分偏析。根據(jù)產(chǎn)品對于重力系數(shù)要求的不同，工藝設(shè)計要求作出的轉(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

　　離心鑄造的特點是金屬液在離心力作用下充型和凝固，金屬補縮效果好，鑄件組織致密，機械性能好；鑄造空心鑄件不需澆冒口，金屬利用率可大大提高。因此對某些特定形狀的鑄件來說澆注小車、取件機構(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。

　　離心鑄造機由主機、澆注小車、取件機構(gòu)、噴涂機構(gòu)、電氣控制與監(jiān)測系統(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。

　　主機是離心鑄造機的核心部分，完成冷型（管模）的旋轉(zhuǎn)動作。冷型（管模）轉(zhuǎn)速可無級調(diào)節(jié)，以滿足不同管徑的工藝要求。主機由大底座、電機底座、調(diào)速電機、軸承座、軸、皮帶傳動等部分組成。

　　噴涂機構(gòu)完成冷型（管模）的噴涂料動作，主要由氣動元件、涂料罐、噴涂移動小車等組成。

　　冷型或者冷型（管模）的旋轉(zhuǎn)由調(diào)速主電機提供動力，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)測部分。所涉及內(nèi)容，將會貫通到整機的各個部分。

　　簡而言之，離心鑄造機的電氣控制系統(tǒng)由主電機調(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)具有完善的動作互鎖、過流、過載等安全保護(hù)措施。

　　監(jiān)測系統(tǒng)，是指對于設(shè)的運行狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)測的系統(tǒng)，包括對振動，溫度，轉(zhuǎn)速等實際運行指標(biāo)實時加以檢測的裝置，是設(shè)系統(tǒng)運行的狀態(tài)反饋點，是對于電氣系統(tǒng)控制的校正部分。

　　電磁調(diào)速的基本原理是，主電機采用電磁電機，配以電磁調(diào)速器的模式，對電氣運行部分加以控制。主要優(yōu)點是，造價低廉，速度控制基本滿足要求；突出缺點是，在制動過程中，不能很好地響應(yīng)升降速要求，速度隨負(fù)載的波動而波動，尤其是在軋輥離心制作過程中，需要外力干預(yù)；在很多軋輥的實際使用時，往往采用人工撬杠的模式實現(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，主動力來源為直流電機，采用直流調(diào)速器控制，優(yōu)點是速度響應(yīng)好，過載能力強，制動效果好；但是，與交流變頻控制相比，缺點是造價相對稍高，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，是主動力電機采用變頻電機，用變頻器作為驅(qū)動電源。其優(yōu)點是：操作簡單，調(diào)試方便。對于輸入過壓、電路浪涌等不敏感，可以極大的方便現(xiàn)場生產(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)，加上自動化控制的配套部分，形成的完整的自動化控制模式，本文將對此展開介紹。

　　1、 離心機專用數(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，采集運行狀態(tài)反饋信息，實現(xiàn)產(chǎn)品的完全加工過程。

　　（5）通過系統(tǒng)控制，可以實現(xiàn)自動化停機，只要產(chǎn)品的凝固點出現(xiàn)，則可以自動停機；

　?。?）可以在加工過程中，隨設(shè)定程序，進(jìn)行各種不同的速度曲線實驗，可以探討出的速度曲線，既可以無級調(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)測到振動異常，即可以停止工作，或者通知操作人員應(yīng)急處理；

　?。?）通過系統(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，制動單元，其他電器配套件，速度顯示器，溫度顯示器。

　?。?）在離心機的生產(chǎn)控制指標(biāo)中，速度和溫度是兩個為重要的因素，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。

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

　?。?）基于對客戶高度負(fù)責(zé)的態(tài)度，可能的實現(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。實現(xiàn)了在變頻驅(qū)動器失效的情況下，可以接近工藝要求的方式，電機正常運轉(zhuǎn)至停車狀態(tài)，可能的保證用戶后一件產(chǎn)品的成品率。

　　因為離心產(chǎn)品制造過程中，需要高速旋轉(zhuǎn)，因此其工作場所從安全角度來講，是高危地點，所以盡可能的保證操作人員的安全，是生產(chǎn)過程的重要任務(wù)，而遠(yuǎn)離冷型運轉(zhuǎn)地點是一個上好的選擇。無線遠(yuǎn)距離控制器應(yīng)運而生，可以在幾十米甚至更遠(yuǎn)的距離，實現(xiàn)手動調(diào)速。對于離心機電氣控制來說，無論是否數(shù)控化，它都可以較好的滿足手動控制模式下的各種速度調(diào)整。

　　4、 電機，選用變頻調(diào)速電機，低速大扭矩。在產(chǎn)品選擇過程中，已經(jīng)固定選用了低速大扭矩的變頻調(diào)速電機，過載性能好，速度穩(wěn)定，較好的滿足了各種生產(chǎn)場所的需要。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，這主要取決于常用規(guī)格產(chǎn)品的工藝要求。

　　5、 實時運行監(jiān)測系統(tǒng)，（1）測溫系統(tǒng)，含3個部分，非接觸在線的紅外遠(yuǎn)程測溫系統(tǒng)和熱電偶實時在線測溫系統(tǒng)，以及冷卻液的實時溫度狀態(tài)測量；（2）電機的實時速度反饋；（3）振動測量系統(tǒng)，含：冷型振動的實時測量，軸承的運行溫度振動等狀態(tài)；（4）電器防護(hù)系統(tǒng)。

　　實時監(jiān)測系統(tǒng)，離心鑄造是自動化離心鑄造的必要配置，沒有這些監(jiān)測數(shù)據(jù)，數(shù)控系統(tǒng)將無法發(fā)出停車指令，也就不能完成鑄造過程。

　　通過溫度監(jiān)測系統(tǒng)，可以實時獲得無限接近的合金實際溫度值，盡管紅外測量溫度受材質(zhì)的影響，但是通過數(shù)控系統(tǒng)可以獲得完好的修正；通過對電機的速度實測，可以做到對電機控制速度準(zhǔn)確率達(dá)到0.1%以內(nèi)的轉(zhuǎn)速誤差；通過振動測量，可以實時監(jiān)測冷型的運行狀態(tài)，可以監(jiān)測軸承是否運行良好，可以限度的規(guī)避安全隱患。

　　為了能夠順利取得測量數(shù)據(jù)，需要對測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)動系統(tǒng)，如涂料噴涂，澆鑄小車移動，天車運行警示系統(tǒng)等等。

　　在完成一個離心生產(chǎn)制造過程時，噴涂和澆鑄過程可以共用一個小車，但需要分時使用，在這個使用的過程中，驅(qū)動小車的電氣系統(tǒng)需要與系統(tǒng)的手動運行模式銜接起來；還有，有關(guān)超程限位等的保護(hù)措施，都要與自動化控制模式兼容起來。

　　因為離心機的運行必須保障人員安全，需要在離心機運行時，不得有天車經(jīng)過，同時加工完成時，天車必須及時在時間到達(dá)工作現(xiàn)場，因此離心機數(shù)控部分建立了天車警示與互動系統(tǒng)。

　　以上為數(shù)控離心機的電氣控制部分主要功能介紹，介紹了如何實現(xiàn)電氣自動化生產(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；輥身長度1000~5000mm；80噸以內(nèi)。

　　2、驅(qū)動系統(tǒng)：變頻器及變頻電機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具計算機自動控制功能，同時設(shè)有手動控制功能，兩種模式可以切換。②冷型轉(zhuǎn)速可由計算機程序設(shè)定，按設(shè)定工藝程序進(jìn)行自動程序控制。
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