发布时间：2024-05-08 来源：网络
板坯修磨机的恒线速磨削赵智忻董菁 Constant Linear Velocity Grinding of Slab Grinder Zhao Zhixin and Dong Jing (Taiyuan Iron and Steel (Group) CoLtd, Taiyuan 030003) 板坯修磨机是冶金企业对不锈钢连铸坯进行表面加工的设备,经过砂轮对钢坯表面的磨削,去除氧化层和表面缺陷,是提高产品质量的重要手段之一。影响该工序成本的重要因素是金属去除率和磨削比。金属去除率用单位时间内磨掉的金属重量来评价,磨削比是指磨掉的金属重量与消耗的砂轮重量之比。根据磨削动力学原理,要达到大的金属去除率,主要的方法是提高砂轮的线速度和增大磨削压力。但是,提高磨削压力和砂轮线速度会影响砂轮使用寿命,因此,必须寻求最佳加工工艺。本文通过先实现砂轮恒线速控制,进而再研究降低工序成本的加工工艺。 1 恒线速高速磨削当前,国际上对磨床的研究正朝着砂轮线速度的高速化发展,最高线 m/s 以上。国外已有直接连续测量砂轮直径,采用直流电机调速,进行砂轮恒线速度控制的钢坯修磨机。高速磨削是一种先进的磨削工艺(砂轮线m/s) ,不仅可以获得优良的加工表面,磨削效率还可大大提高。高速磨削比低速磨削的金属去除率要提高 23% ~77% ,砂轮寿命可以提高 1倍以上[1]。从磨削压力与磨削深度和砂轮磨损之间的关系[2]可以看出:提高生产效率与降低生产成本要综合平衡。磨削时的金属去除率 Q(mm 3/min 或kg/min) 可由下式确定: Q=h om .A cA c=B f .v 式中 h om——同时参加磨削的所有磨粒的瞬时切削厚度之和/mm ; A c——在1min 内参加磨削的砂轮表面积/mm 2; B f——砂轮实际有效宽度/mm ; v——砂轮线速度/mm .min -1。可以看出,金属去除率与砂轮线速度成正比,提高砂轮线速度是提高磨削效率的关键因素。太钢板坯修磨机采用恒转速拖动方式,砂轮直径范围 D=610 ~380 mm,直径最大时,线m/s ,最小时,为 m/s 。操作工人为提高磨削效率,往往在砂轮直径较小时采取加大磨削压力的方法,形成低线速、大压力不合理磨削,磨削质量低,砂轮消耗大。提高砂轮线速度,首先要实现砂轮的恒线速控制,这样才能保证砂轮磨损后的使用寿命期间内线速度提高;其次,提高砂轮线速度和增大磨削压力,受到砂轮强度的限制;传动皮带的性能、轴润滑条件等也是提速的制约因素。公司板坯修磨机使用美国进口的砂轮,允许工作压力 10kN,允许工作线m/s ,本课题限定最大磨削压力 6kN ,最大砂轮线 砂轮恒线速控制的实现实现砂轮恒线速度控制,首先要有一套调速控制系统,随着砂轮的磨损,不断提高砂轮的转速,从而保持砂轮的线速度不变。本调速系统采用交流变频调速,变频装置选用西门子 6SE71 变频器, 线速度检测采用在线检测砂轮直径的方法,根据砂轮直径的变化,自动调节砂轮转速,实现恒线速控制。控制系统原理框图如下: 图1控制系统原理框图 Schematic diagram ofcontrol system 太钢板坯修磨机采用杠杆式砂轮升降支撑机构,随着砂轮直径的变化,杠杆将以轴为冰球突破
