中頻自動上料裝置的研制

衛國兵

（晉煤集團金鼎煤機精密鍛造分公司， 山西 晉城 048000）

精密鍛造公司主要生產礦用模鍛件產品，現有的鍛件流水線作業的設計由北京機電研究所承擔設計，為晉煤集團填補了無法生產鍛件的空白，公司生產流程為：鋸床下料→中頻爐加熱→輥鍛拔長→機器人轉料→壓力機成型→機器人轉料→壓力機切邊→打磨→鉆孔→锪平→熱處理→噴砂→打包→浸漆。其中從中頻爐加熱工序到壓力機切邊工序為自動化流水線生產，鍛造頻率約為三分鐘鍛造一件產品。

1 公司的生產情況及存在的弊端

公司鍛件產品已經達到九種，常用的產品有三種，生產所用材料規格不等，為直徑在Φ80～Φ180mm之間的圓鋼，下料重量在 30～260Kg。在進行第二道中頻加熱工序時，需將圓鋼提升到1.7m高度，放到中頻加熱爐的上料平臺上。由于工件重量大，只能利用天車的動力，用專用吸盤將棒料一根一根的吊起放到上料平臺。在公司生產工人短缺的情況下，還需要專門抽出三人負責上料（其中一人為天車操作人員，另兩人分別在上料平臺上面和上料平臺底部），效率低下，并且由于起吊時需要人員幫扶，存在安全風險，同時，天車占用時間長，一旦開始生產，無法兼顧其他工作，在很大程度上制約了公司的生產。

為了降低安全風險，提高生產效率，同時為了解放天車去從事更為急需的生產，制作安裝中頻上料裝置已經迫在眉睫。

2 自動上料裝置的設計

在鋸床旁邊安裝有一個斜坡的滑道，把鋸床和中頻上料平臺連接，棒料鋸下后可以從滑道滾動至中頻上料平臺底部，以上設置是原有設置，現在所需設計的上料裝置只需將上料平臺底部的不同規格的棒料提升至上料平臺即可。

首先確定了上料裝置所需的各個部件，整個自動上料裝置包括三個部分：上料架、動力裝置和傳動裝置。根據需上料材料的重量，通過計算確定了電動機的規格，其次是確定了鏈輪鏈條和傳動軸、提升鉤，再次是利用中頻上料平臺設計上料架。棒料的傳動由上下兩組傳動鏈輪帶動鏈條轉動，在鏈條上固定了四個提升鉤，分為兩組來帶動棒料的提升。其效果圖如下：

2.1 電機減速器的選擇：

根據提升棒料的重量來計算上料裝置所需電機功率的大小，根據公式其中：F為生產機械的靜阻力，單位為N；V為生產機械的運動速度，單位為m/s；η為傳動裝置的效率。

F按最重棒料260Kg取值2600N，V取0.03m/s，鏈條傳動η取0.98，計算得出所需負載電機功率為0.08KW，查取電機規格后選取電機型號Y80M2-4及配套減速器，完全可以勝任工件提升工作的需要。

2.2 鏈輪、鏈條的選用：

在鏈輪和鏈條的選用過程中，要根據電機減速器的傳動轉速和上料的速度來確定鏈輪的大小，鏈輪確定以后再選用配套使用的鏈條。經過一系列的計算后，最終選取鏈輪的齒數為 17，模數為 12，齒根圓直徑為 166mm，齒頂圓直徑為225mm。配用鏈條的節距為38.1mm，配用鏈條的滾子外徑為22.23mm。

2.3 上料架的制作：

上料架的設計思路之一是在保證安全可靠的同時盡量使用廢舊鋼材，減少鋼材的投入，根據這一思路，設計出利用中頻爐的上料平臺為支撐，焊接合適的槽鋼在平臺上，用以固定傳動軸和從動軸，同時在中間位置用槽鋼加固，以保證上料架的穩定；思路之二是裝置要適應長短不同的工件的提升，基于以上理念，在主從動軸上設計三個安裝提升鉤的位置，其中一個位置固定，另外兩個可根據工件長度調整；思路之三是裝置要適應不同規格工件的提升，這個問題的解決是通過更換不同大小的提升鉤來適應規格不同工件的需要。

3 使用效果

上料裝置安裝使用后，為公司帶來了一系列的好處：

1、自動上料裝置安裝后，可以適應直徑在Φ80～Φ180mm之間和長度在300～1000mm之間的工件的提升，完全適應生產的需要，減少了人工用吸盤吊運工件的工序，排除了安全隱患，降低了勞動強度；

2、上料裝置在投入使用后，流水線作業僅需要九人即可正常運作，而上料裝置僅需要一人看護，可以節省兩個人去從事公司內部另外的工作，在一定程度上緩解了公司人員短缺的問題；

3、根據設計，上料裝置每小時可提升 30件工件，完全可適應流水線每小時20件產品的需要，同時避免了電機長期運轉的情況出現，提高了工作效率；

4、解放出天車去從事更需要的工作，解決了天車無法兼顧其他工作的問題，使公司的安全生產更為有序。

4 結束語

在現有生產條件下，公司僅投入采購電機減速器、鏈輪、鏈條及部分標準件和電器元件等的成本，其余加工件為自制件，結構件全部為廢舊材料回收利用，完全達到預想要求；

在公司的生產過程中，總會有需要改進的地方，只要我們善于發現問題并且解決問題，那么我們的每一項創新發明都會帶著公司甚至企業向著更快更好的方向發展。

此裝置的設計制作得到了重慶恒銳中頻有限公司的大力支持，特此鳴謝！