[發明專利]球墨鑄鐵管壁厚控制方法

無效

• 申請號: 201210427381.2
• 申請日: 2012-10-31
• 公開（公告）號: CN102935497A
• 公開（公告）日: 2013-02-20
• 發明（設計）人: 李九獅;徐宏英;王亞飛;張韜
• 申請（專利權）人: 新興河北工程技術有限公司
• 主分類號: B22D13/12
• 分類號: B22D13/12
• 代理公司: 北京華夏正合知識產權代理事務所(普通合伙) 11017
• 代理人: 韓登營;張煥亮

技術領域

本發明屬于離心澆注球墨鑄管壁厚精準控制的范疇。

背景技術

新版ISO2531標準(球墨鑄鐵管國際新標準)的推行和實施，一方面有利于推行節約化生產，提高材料的利用率，有利于可持續發展；另一方面，國內幾乎所有鑄管企業的裝備都不能完全滿足新標準鑄管的生產。作為年生產量三分之一需要出口的外向型企業，開發新裝備滿足新標準鑄管生產、突破新的技術壁壘成為我們研究的緊迫任務之一。新標準球墨鑄鐵管的主要特點：管壁薄，防腐性能高；強度高；綠色環保理念。國內龍頭企業在兩三年前開始嘗試生產符合新標準的球墨鑄鐵管，但由于薄壁管壁厚以及管壁均勻性難以控制，導致生產產品不符合標準，廢品率高，生產成本居高不下。主要原因在于設備控制的精確度達不到要求。

發明內容

為了克服現有技術的缺點，本發明提供一種球墨鑄鐵管壁厚控制方法，可以大幅提高產品合格率，降低生產成本。

本發明解決其技術問題所采取的技術方案是：它包括：

離心澆注鐵液流量控制：扇形包澆注傾翻角速度設定值為αx，通過編碼器反饋的扇形包傾翻角速度為αp，扇形包澆注時，通過PID控制器，不斷調整比例閥的給定電壓值Ui，使扇形包傾翻角速度αp與設定速度αx保持一致；

和主機軸向運行控制：主機行走速度設定值為Vx，通過主機主油缸內置編碼器反饋的主機實際行走速度為Vp，主機在行走過程中時刻對比Vx與Vp的值，通過PID控制器改變伺服閥的給定電壓值Ui，調整伺服閥的開口度，使主機行走速度Vp與設定速度Vx保持一致。

本發明可以大幅提高產品合格率，降低生產成本。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。

圖1為本發明離心澆注鐵液流量控制原理圖；

圖2為本發明主機軸向運行控制原理圖。

具體實施方式

如圖1所示，離心澆注鐵液流量控制：扇形包澆注傾翻角速度設定值為αx，通過編碼器反饋的扇形包傾翻角速度為αp，扇形包澆注時，通過PID控制器，不斷調整比例閥的給定電壓值Ui，使扇形包傾翻角速度αp與設定速度αx保持一致。澆注過程中，扇形包穩定的澆注傾翻速度，保證了流入主機內鐵水的均勻性。

所述的離心澆注鐵液流量控制包括澆包液壓控制：澆包液壓控制主閥采用伺服閥，與扇形包轉軸上的高精度碼盤組成閉環控制系統。該控制系統的響應靈敏度可達到≤0.1％的精度，結合電氣控制系統，保證澆包能按設定的速度和曲線進行工作。

如圖2所示，主機軸向運行控制：主機行走速度設定值為Vx，通過主機主油缸內置編碼器反饋的主機實際行走速度為Vp，主機在行走過程中時刻對比Vx與Vp的值，通過PID控制器改變伺服閥的給定電壓值Ui，調整伺服閥的開口度，使主機行走速度Vp與設定速度Vx保持一致。

主閥芯通過內置傳感器與相應電子放大器相連，主閥芯的位置隨著給定值在放大器加法點產生的差動電壓的變化而變化。通過電子放大器給定值和實際值比較后的控制偏差，并產生電流輸入先導閥比例電磁鐵，從而控制主閥芯行程和閥口開度。

外環控制用高性能PLC控制主機的行走速度。該控制系統的響應靈敏度可達到≤0.2％的精度；油缸的重復定位精度可達到2μm。

所述的主機軸向運行控制包括主機油缸液壓控制，主機油缸液壓采用差動回路。保證主機油缸能實現高速運行，最高速度達到1000mm/s，提高整體設備的生產節奏；主閥采用高頻響伺服比例閥，主閥的最大流量可提高到1600L/min；主機油缸安裝內置傳感器，與伺服比例閥組成閉環控制系統，該控制系統的響應靈敏度可達到≤0.1％的精度；油缸的重復定位精度可達到2μm。主機的行走與翻包的速度按設定的程序相互協調，保證生產出來的管子壁厚均勻，從而提高管子的產量和質量。

主機油缸在高速工作的過程中減速時，壓力油管道會產生壓力波動而造成主機設備振動，在主油缸液壓控制系統中設置了安全溢流裝置，用于減少和消除系統中的壓力波動，保護主油缸能平穩運行。

主機油缸在減速過程中，由于速度過快，在油缸的進油腔會產生吸空，造成油缸振動。在液壓系統中專門設計了快速補油系統，在油缸吸空時能快速將油補進，減少設備振動的發生。