新型縱擺式接管機的研發

谷興海，習 杰，李小兵，唐 宇

(1.新興河北工程技術有限公司，河北邯鄲市 056017；2.黃石新興管業有限公司，湖北黃石市 435005)

新型縱擺式接管機的研發

谷興海1，習 杰1，李小兵2，唐 宇2

(1.新興河北工程技術有限公司，河北邯鄲市 056017；2.黃石新興管業有限公司，湖北黃石市 435005)

簡述了與高效離心機配套的新型縱擺式接管機的設計方案、工作原理以及設備主要構成。該機結構簡單，運動部件少，系統剛度好，可靠性高。該設備的成功開發，滿足了本公司鑄管生產規模擴大和提升澆注速度的要求；完善了本公司水冷金屬型高效離心機生產線設備的開發。

縱擺式接管機；離心鑄管機；ADAMS

1 鑄管接管機應用現狀

目前，常用的重型管子接管裝置按有無驅動力可分為無驅動方式和有驅動方式兩種，按空間擺動方式分橫擺式和縱擺式兩種。橫擺式接管裝置，即接管臂在水平方向擺動，適用于兩工位鑄管離心機（此時，拔管裝置是靜止的，稱拔管鉗），一般布置在離心機的右側。離心機澆注管子時，接管裝置被撞離原工作位置；拔管時，在拉簧拉力作用下擺回接管，如文獻[1]P103所示。

對于新型三工位高效離心機[2]（拔管裝置是運動的，稱拔管小車），如果采用上述方式，拔管小車可能會被撞離運動軌跡，于是開發、設計了縱擺式接管裝置，即接管臂在垂直縱向方向擺動。原設計的縱擺式接管裝置有兩個液壓缸驅動，一個用于擺動整個接管裝置，以連接拔管工位和無驅動運管架，同時使接管臂給拔管小車讓位；另一個實現接管臂的擺動，以避免整個接管裝置擺動過程中與鑄管的干涉。實踐證明，這種方式有如下的不足：①需要兩臺液壓缸，分兩步、順序動作，較繁瑣；②由于接管臂需要擺動，故存在接管機系統剛度不足的毛病；③實踐中有接管機和拔管小車發生碰撞的現象；④調整高度時，需要卸下接管臂裝入墊塊，不方便。

2 設計方案及各部分組成

為了彌補上述不足，我們研發了新型縱擺式接管機。該接管機主要由固定滾輪、頭部支架、液壓缸等組成，如圖1所示。

2.1 工作原理

該新型縱擺式接管機大臂部分負責系統的支撐，直接影響系統的剛度；頭部支架和螺栓組配合使用，負責調節接管高度，適應不同規格鑄管；擺動支架和復位彈簧形成力封閉結構，當接管機和鑄管接觸時，擺動支架向下擺動，彈簧被拉伸；當擺動支架擺過鑄管后，在彈簧的作用下復位，進入接管工位。接管后，在擺動液壓缸的作用下，將鑄管送入無驅動運管架上。同時讓開拔管小車的位置，防止兩者發生干涉。

2.2 技術性能和設計參數

新型縱擺式接管機主要技術性能及設計參數見表1。

2.3 設計關鍵點說明

新型縱擺式接管機設計的關鍵點主要有以下幾點。

（1）彈簧剛度的選擇。彈簧剛度直接影響擺動滾輪支架的響應速度和接管的可靠性。剛度設計大一些，有利于提高擺動滾輪支架的響應速度，縮短輔助工序的時間；但如果剛度設計過大，會影響接管柔性，降低接管的穩定性。借助ADAMS軟件，建立仿真模型，通過添加旋轉副、接觸以及彈簧力等方式建立縱擺式接管機機械仿真系統，確定系統合適的彈簧剛度，避免復雜繁瑣計算。

圖2所示為彈簧力的仿真結果，其中，0.0～1.8s階段為接管機擺動接管階段，彈簧主要克服擺臂的慣性力；1.8～2.5s階段為擺動支架和鑄管接觸，彈簧處于拉伸狀態，彈簧力不斷增加；2.5～3.0s階段為擺動支架在彈簧恢復力的作用下回擺接管階段。

（2）擺動支架與鑄管接觸的弧線。為了提高系統的響應速度，設計擺動支架盡可能的輕巧、緊湊。同時，擺動支架與鑄管接觸部分設計成弧線，以減小剛性接觸，提高系統的可靠性。

3 結束語

該新型縱擺式接管機采用復位彈簧結構代替一組液壓缸，結構簡單、系統剛度大，可靠性高。采用螺栓組調節接管高度，安裝調試方便。

該接管裝置已在黃石新興鑄管股份有限公司投入使用，整機運行穩定可靠，設備各項性能指標均達到或超過了設計要求，產生了良好的經濟效益和社會效益。

[1]范英俊.離心球墨鑄鐵管工藝及裝備[M].北京：中國科學技術出版社，2001.

[2]李九獅，李軍，習杰.水冷金屬型小口徑離心鑄管機的高效化設計[J].特種鑄造及有色合金,2011.

Development of a New Vertical Pipe Machine

GU XingHai1,XI Jie1,LI XiaoBing2,TANG Yu2
(1.Xinxing Hebei Engineering Technology Co.Ltd.,Handan 056017,Hebei China;2.Huangshi Xinxing Pipes Co.Ltd.,Huangshi 435005,Hubei China)

The design of a new vertical pipe machine and its work principle and equipment have been briefly introduced.The machine is of a success of simple structure,less moving parts,stiffness with good reliability.Such success has met the need of the company to expand production scale and improve the speed of casting pouring with a comlete line of centrifugal cast pipe machine.

Vertical pipe machine;Centrifugal cast pipe machine;ADAMS

TG233;

B；

1006－9658（2012）02－0033-2

2012－01－29

稿件編號：1201－008

谷興海（1984-），男，助理工程師，主要從事鑄管裝備的研發以及接口設計等