U型风管生产线方案设计

U型风管生产线方案设计

宁尚金

佛山市南海力丰机床有限公司

摘要：本文主要对一种U型风管生产线方案进行研究。

关键词：U型风管生产线；技术；方案设计

一、U型风管生产线的主要用途、性能和特点

U型风管生产V线主要用于矩形风管制作，从卷料到风管成品，流水线作业，全自动化生产；工艺先进，自动化程度高，生产效率高。同样也适用于板料的定尺下料，箱柜及家用电器、汽车、电梯等轻工行业部门的加工。整条生产线由放料架、校平压筋装置、剪角模具装置、剪切装置、过料平台Ⅰ、固定式咬口机、过料平台Ⅱ、法兰成形装置、伺服送料平台、折边装置等组成（参照设备布置图和工艺流程）。此生产线具有操作简单，性能稳定，下料控制尺寸精确、占地位置小等特点。

利用本机制作风管，质量可靠，满足客户的要求。还具有以下特点：

1.用于共板法兰、角钢法兰、勾骨法兰（CS骨）板材下料，也可以专门用于板材下料；

2.采用了先进的数控、液压控制、气动控制系统，从而使得整个系统的运行稳定，提高了加工的精度；。

二、U型风管生产线的基本参数、工艺流程

一）U型风管生产线基本参数：

备注：1.L型、□型最后一次折边时，折边长度≥160mm；

2.板厚t=1.0～1.2时；□型建议截面大小≥250×250mm²，方便取料；

3.整条线成形部分，做不同板厚时需对相应设备进行调节

4.板料加工过程中会有一定刮痕.

二）工艺流程

开卷——托料——导料——贴膜——校平压筋——冲剪方口、尖口——冲法兰孔——冲内支撑孔——剪切——过料——机械手送料——联合角咬口（东洋骨）——机械手接料——过料——法兰成形（共板、直角）——伺服送料——折边∟形、□形制成风管。

三）产品图

三、工作环境要求

1）海拔高度不超过1000米；

2）周围环境温度：-5℃~+40℃；

3）空气相对湿度：20%～80%；

4）大气条件：不得有雷雨侵蚀和引起爆炸、金属腐蚀、破坏绝缘的介质（气体尘埃等）；

5）主电源：AC380V±10%频率：50Hz；

6）工作高度：920mm；

7）整机重量：≈14t

8）整机总功率：≈30Kw

9）整机外形尺寸：L×W×H==16×5.3×1.6m

四、U型风管生产线的配置和结构

一）U型风管生产V线的主要配置（其外形结构见附图）：

U型工作方向（从右到左）

二）各配置的功能详细说明：

①固定式放料架：

放料架可放置四卷材料，单卷可承载6T。放料轴用45#钢管，经调质处理后加工而成，具有足够的强度和刚性。机架用方管和槽钢组焊而成。再经过时效处理，从而保证了在使用过程中的稳定性。该放料架配备了1.5Kw的电机，经过蜗轮蜗杆减速装置驱动，由电路控制实现了自动进料、点动进料、点动退料的功能，对板料表面起到了很好的保护作用，避免了一般放料机损伤料边的现象。用户换料时只要将放料轴从放料架上整体吊下来，放入要使用的卷料内芯中，就完成料卷的放置，操作简单，换料轻松自如。放料架分料器用于多卷料卷生产的场合，方便材料的输送放置。

②校平压筋装置：

前边为一对送料辊，上辊外圆包胶，保证送料过中不打滑，又保证不会损伤板料的外表面；后面依次为五根下二上三调平辊，一对压筋辊，采用平行轴整体压制U形筋，筋间距5×210mm（ALV13），一对测距辊，所有辊轴工作外圆表面均经镀硬铬处理，即经久耐用又保证不会损伤板料的外表面。调平压筋机上辊的调节为两端共用一条蜗杆的蜗轮蜗杆传动，在调节过程式中保证了辊两端的同步，避免跑料现象的发生。

③剪角模具装置：

可冲剪方口（37mm）和尖口（3mm）形状，各两套共四副模具。每个模具各由一个缸径50mm，行程30mm油缸驱动，摇动手轮，通过转动螺杆来实现不同宽度板材的剪角及剪角深度的调节；并且上、下模拆换非常方便，需要冲剪不同的角度和形状，只需更换上、下模即可。

④贴膜装置：

该贴膜装置可放置一卷材料，卷料外径小于φ400mm。卷料内径φ55mm-φ85mm，放料轴用45#钢管，经调质处理后加工而成，具有足够的强度和刚性；采用一条展开滚将膜展开，覆膜过程中放料轴可以左右调节保证贴膜精度。

⑤法兰孔模具装置：

可冲腰形孔（9X15），两套模具。每个模具各由一个油缸驱动，摇动手轮，通过转动螺杆来实现不同宽度板材的冲孔及冲孔位置的调节；并且上、下模拆换非常方便，需要冲剪不同的孔径只需更换上、下模即可。

⑥支撑孔模具装置：

可冲支撑孔（φ11），三套模具。每个模具由一个油缸驱动，摇动手轮，通过转动螺杆来实现不同宽度板材的冲孔及冲孔位置的调节；并且上、下模拆换非常方便，需要冲剪不同的孔径只需更换上、下模即可。

⑦剪切装置：

采用液压闸剪。由两个63油缸来执行剪切，为保证闸剪两端两个油缸动作的同步性，采用一条同步轴通过齿轮齿条传动来保证。上下剪刀采用优质合金工具钢Cr12MoV，经严格热处理和精加工而成，刃口锋利，经久耐用，切出工件尺寸精度高且无卷边、无毛刺现象。

⑧固定式咬口机：

通过送料机械手推板料横向移动，满足整机移动工作的板料成型工艺需要。冷轧成型轧辘采用GCr15材料锻造，经严格热处理和精加工而成。

⑨过料平台Ⅰ、Ⅱ：

输送辊为不锈钢材质，两边有挡料装置进行定位，防止跑料，方便板料进行咬口及平稳可靠地将板料送至法兰成形装置。过料平台下方有机械手，采用圆导轨精密导向移动，机械手采用铝型材进行连接安装，气缸作为动力及推杆。板料到达过料平台Ⅰ的指定位置后，气缸推动机械手A移动，将板料送到位移咬口机进行联合角咬口，咬完后，机械手B的气缸上升，接板料到过料平台Ⅱ，为下步工序做准备，气缸下降机械手回到原来位置。

⑩法兰成形装置：

两边采用单独电机控制，采用直线导轨精密导向移动，可适应不同宽度规格板料对中冷轧成型。中间采用两条传送带托料，以适应两边冷轧速度同步。

A.角钢法兰：冷轧模具由对称的两套8组轧辊组成。轧辊采用优质合金钢，经热处理、数控车床加工而成，轧辊硬度可达58~62HRC，成形宽度可调，两面轧辊组共用一个传动系统来实现同步。

B.共板式法兰：冷轧模具由对称的两套14组轧辊组成。轧辊采用优质合金钢，经热处理、数控车床加工而成，轧辊硬度可达58~62HRC，成形宽度可调，两面轧辊组共用一个传动系统来实现同步。

11伺服送料平台：

由固定料架、皮带传动系统及伺服系统组成。伺服系统由高精度的轴心式直线滑轨、伺服电机组成。板料在法兰成形装置成型法兰后经进入伺服送料平台，接料机械手装置停在予先设好的位置（此位置根据所生产风管口径大小设定），板料由输送带送向后边的折边机，当板料通过伺服送料机械手后，其上的接近开关给控制系统一个感应信号，机械手在升降油缸的推动下上升，同时伺服电机启动快速前行追上板料，当机械手上的接触开关碰到板料后面的边时，机械手动作夹紧板料向前按予设参数步骤送料。

12折边装置：

采用下梁固定，上梁滑动来实现压紧，压紧由两个Ф80×40的油缸完成，折弯由一个Ф63×320的油缸完成。结构紧凑，折弯效果好。夹紧折弯由电器系统控制。折边装置和伺服送料机机构配合完成风管的折弯工作。

五、结束语

通过改善风管生产线的布局，使得整体呈U形分布，节省了场地空间，而且整个生产流程工艺更优化，由于咬口工序相对独立公开，节省了设备的等待时间，提高了生产效率。

参考文献：

[1]风道设计和风管系统的配置问题[J].黄林.建设科技.2016（22）

[2]永宏PLC在风管生产线中的应用.[J].张立东.可编程控制器与工厂自动化.2011（02）

[3]2000t/d生产线三次风管的技术改造.[J].吴君山.四川水泥.2015（10）