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感应加热在弹簧钢丝生产线中的应用

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感应加热在弹簧钢丝生产线中的应用

发布日期:2018-11-20 作者: 点击:

弹簧在弹性范围内使用,卸载后应回复到原来位置,塑性变形越小越好。因此制作弹簧的钢丝应具有高的弹性极限,屈服强度和抗拉强度,因而越能提高强度利用率,制成的弹簧弹力越强。弹簧钢丝按生产工艺科分为冷拉弹簧钢丝和油回火弹簧钢丝两种,晶闸管中高频感应加热和IGBT超音频感应加热电源为核心,采用淬火回火温度闭环,钢丝的张力闭环方式,通过PLC集中控制,完成四通的工艺控制,从而达到系统的高效率,产品的高质量,性能的高一致性。我们新近开发投产了速率为30-45m/min的油回火弹簧钢丝生产线。

       本生产线采用了中频电源和固态模块化(IGBT)超音频感应加热电源的组合来实现效率的最大化。对于感应加热电源,由于圆棒料加热电源所需频率域棒料直径,电阻率及导磁率有关,同样直径的棒料,在居里点前后导磁率将发生剧变,因此在居里点前与后,加热电源要采取不同的频率。此生产线共有四台加热电源组成,淬火加热采用中频电源和IGBT超音频感应加热电源,回火加热采用两台中频感应加热电源。电源主回路结构为晶闸管三相工频六脉全控整流,节能高效平波电抗器,SCR或IGBT并联逆变,将三项工频转化成单项中频,超音频输出。电源的控制系统由整流触发,调节控制,逆变控制及保护等组成。整流触发采用数字电路提供整流桥晶闸管的6炉触发脉冲。调节控制完成电源的调功,限流,限压,电流负反馈,并设有过电流、过电压,低水压,却相,过问等保护。逆变控制采用定时锁相功能及为SCR,IGBT模块提供可靠的触发驱动脉冲,保证设备具有极强的抗干扰能力及稳定性。电源采用电压,电流双闭环控,具有恒电压运行功能。电源具有内孔,外空功能,内控时手动启停及调功,外控时可由PLC进行操作。

       控制部分和机械传动部分,整条生产线采用连线方式工作,由PLC中央控制台进行集中统一协调控制。由于弹簧钢丝生产线为连续不断运行,故电机与电源的自动控制显得尤为重要,并且将直接影响到产品的质量。电机传动部分采用ABB变频调速电源来控制传送先的运行速度。利用集控台,通过PLC及人机揭秘那等控制系统,使生产线启动时,能自动完成传动机构及各个电源的启动,并且自动实现速度与功率上升的合理匹配,自动调节加热电源的功率。温度闭环调节可保证淬火,回火的温度稳定,确保生产线按最佳工艺参数运行,保证产品质量不受人工及环境因素的影响。同时系统具有20套工艺参数的设定,存储,调节,修改,统计等功能。人机界面中文图形文本可设定及实时显示电源功率,频率,钢丝速度,长度,直径,质量及有关信息。

       放线机构采用立式放线加气动翻转10-45角放线,2只放线机分时交替工作,保证连续放线不停车。矫直机由压送机构(配4KW减速机1台),前前牵引机(配7.5KW减速机2台,自动压紧)3部分组成。其中押送及牵引通过变频器进行控制,牵引机配11KW减速机,压送轮采用液压压紧装置。带随动的液压剪切机(配30KW电机油泵),保证剪切力及剪切速度,并能手动/自动剪切及分料。

       感应加热系统的主要特点:

       1)性能高且稳定

       (1)采用交流变频调速传动系统,完全满足调节要求,成本低,结构简单,运行可靠,易于维护。

       (2)采用双IGBT超音频感应加热电源,用30KHZ在居里点附近进行提温,并达到工艺淬火温度,提高系统的可靠性和稳定性。

       (3)所有感应加热系统和传动系统均由PLC控制,感应加热系统采用暑促电压闭环控制,传动系统实行速度闭环控制,确保机械部分的传动速度和感应加热部分的输出功率保持恒定。

       (4)采用工艺参数分类存储技术,确保每种规格产品在同种工艺条件下生产。

       (5)采用温度补偿技术,消除气温波动对产品质量的影响。

       2)效率高,合理地选择了感应加热电源,在低温段使用中频感应加热电源,在距离点后选择IGBT超音频感应加热,可以确保加热效率在80%以上。

       3)生产高度自动化

       (1)实行全电脑控制,所有工艺参数存储在PLC中,操作者只能调节对应工艺参数,启动系统即可。

       (2)友好的人机接口,操作人员基本不需要培训,即可方便操作。


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