15轧辊堆焊机汇总.docx

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15轧辊堆焊机汇总

第十四章轧辊堆焊机

一、主要用途及特点

轧辊堆焊机主要应用于轧钢机的轧辊在使用过程中磨损后进行堆焊的专用设备，主要有两种结构形式：

侧挂滑车式和台车式。

轧辊堆焊机是我公司根据市场需要，在吸收国内外同类产品优点的基础上，自行开发研制的自动堆焊设备。

该设备主要用于对轧辊进行自动埋弧堆焊，也可用于回转工件的环焊缝、纵焊缝自动埋弧焊接。

主要性能特点：

●控制系统采用技术可靠性能较好的可编程控制器（PLC），可实现速度和位移预置和显示，以满足不同焊接工艺要求，焊接过程自动进行，自动化程度高；

●工件回转速度采用变频无级调速，速度预置并显示；

●机头行走采用交流伺服驱动，可编程控制器（PLC）进行速度、位置控制，满足各种焊接搭接量要求；机头摆动采用辐度和频率均可调的数控摆动器来实现。

●机头升降采用电动升降，各机头可独立操作控制，并设有防碰撞保护；

●送丝系统采用PLC进行控制，具有断弧停止送丝保护功能；

●焊接系统暂载率为100%，能满足长时间大电流的焊接要求。

二、主要结构及工作原理

ZGD-5000型轧辊堆焊机主要由主机、升降焊接悬臂、承重转胎、焊接系统、焊剂自动回收系统、控制系统、水冷系统七部分组成。

（如下图所示）

1．1主机由床身（机座）、主轴箱等组成。

主轴箱又分为箱体、升降式主轴浮动卡盘（国内独家技术领先）、主轴传动系统、导电机构等组成。

安装在主轴里的气动中心顶尖前后可调，用于主轴中心与工件中心的找正。

1.2升降焊接悬臂安装在侧挂滑车上，滑车驱动选用交流伺服电机、精密减速器，采用齿轮齿条传动实现纵焊缝焊接。

电动升降采用丝杠传动、滚动直线导轨及变频调速系统，与主轴电机配合完环焊缝焊接。

1.3承重转胎：

为可调滚轮架机构，用于对挤压辊（或轧辊）进行支撑，支撑范围φ200-600mm，支撑重量大于等于30吨。

1.4焊接系统：

由两套埋弧焊系统：

有A6悬挂机头、窄间隙枪、控制器和送丝机，本公司ZD5（D）-1600直流电源，100kg焊丝盘，导丝软管等；、送丝机等。

采用电动升降机构调整机头整体高度,以适应不同直径工件的堆焊要求。

A6悬挂机头设置焊丝校直机构、十字拖板、回转盘、焊枪等组成，十字拖板可实现微调。

1.5焊剂回收系统：

焊剂回收采用真空负压回收，当回收机风机运转后，盛料桶内的空气经过滤尘器后被风机吸出，从而产生负压，于是空气便夹带着焊剂通过吸管进入盛料桶内。

该系统结构简洁，使用方便，对焊剂进行回收，回收效果好，可提高生产效率及焊剂利用率。

工件下部的渣剂料盘可筛分焊剂、剂渣。

1.6控制系统：

采用适宜工业工况的性能稳定的可编程数控系统（PLC）作为中央控制系统,进口触摸屏实现整机的程序输入和运行控制,机头送丝系统，采用PLC进行控制具有断弧停送丝保护。

1．7水冷系统：

在侧挂滑车导轨处、主轴箱设水冷系统，采用循环水冷方式。

另外，与本机配套的径向跳动指针监测装置、焊丝盘（筒）、工件预热保温炉罩，进口红外测温仪由用户配置，操作平台由用户自制。

三、使用及维护保养

1、安装

1开箱验收。

首先应按装箱清单清点设备零配件或备件是否齐全和完好，检查技术资料及文件是否齐备，并仔细阅读使用说明书、制造技术协议。

2检查地基，轧辊机安装基础应按照焊研威达公司提供的地基布置图（注：

地基预埋钢板表面间最大高度误差不大于3mm）。

3主机安装：

在每件地脚螺栓处放置1套螺杆调整垫铁，将设备（或机座）摆放在垫铁上，用螺杆调整垫铁将机座调整水平。

然后紧固机座，并在设备底部周边浇注C20混凝土固化。

4侧挂滑车、立柱及升降拖板安装：

先将安装侧挂滑车，将侧挂滑车与机座上滚动直线导轨的滑块联接，再将立柱安装在侧挂滑车上，最后安装升降拖板。

5悬臂、机头安装。

6按结构示图布置控制柜、焊接电源、水冷箱，并安装电缆桥架、拖链导槽和拖链，设备各部布线（见电气说明见后），设备可靠接地，接地电缆为25mm2。

7按工件结构尺寸安装承重转胎并锁紧，注意：

慎防承重转胎与夹盘夹爪碰撞干涉！

8清洁并检查减速器润滑油是否到油位！

注意设备与其它设备的距离，通风良好、防雨、防潮、防腐。

确保机械和电气部分无误后，方可启动电源开关。

2、操作

1装卸工件时前隔热板须分别滑移至机座两端。

（注：

本机配置隔热板适应于φ750~φ1800范围内工件的堆焊）

2据轧辊的外形尺寸调整承重转胎位置并锁紧（注：

谨防承重转胎与四爪干涉！

）。

3将工件吊放在承重转胎上，主轴箱主轴找正：

主轴上下升降，气动中心顶尖伸出，对中工件中心孔。

找正后再用四爪夹盘将轧辊可靠夹紧。

4双机头分别试校并写入，在触摸屏上输入工件直径、（或直纹）头、等参数。

5网纹、直纹、端面堆焊时，须将埋弧焊机头垂直拖板手调至高位，气保焊机头垂直拖板调至低位，焊枪高差大于100mm。

6开启供电电源，启动循环水冷箱。

3、焊接

一切准备就绪后，前隔热板移至加热区（即堆焊区），打开焊剂漏斗开关，按控制箱上“焊接”按钮，轧辊开始回转，机头横向移动，同时送丝机构将焊丝送入弧区，进行堆焊。

堆焊完成后，自动停止焊接，主轴、焊接悬臂、侧挂滑车全部回零位。

注：

详细操作见电气系统控制箱面板功能说明。

4、维护保养

1除日常保养外，每周应对床身导轨面、滚动直线导轨、齿条、丝杠螺母、回转支承、拖板导轨、滚轮关节轴承等进行一次彻底清洁润滑的定保，润滑剂为32#机械油（回转支承、丝杠螺母加二硫化钼润滑脂）。

2除摆线针轮减速器每3月检查润滑一次外（选用二硫化钼润滑脂），其余减速器（精密行星减速器、送丝减速器）均不需润滑。

3循环水冷箱每周换水一次，详见《循环水冷箱使用说明书》。

4正式施焊前应先空运行设备约10分钟，如有异常情况立即停机，马上排除故障（具体故障分析参见表一）

5手动操作控制设备进行焊接时，一旦停焊，应立即升起机头，并快移侧挂滑车至机座端部。

四、常见故障与处理

序号

故障现象

可能原因与处理

1

电源指示灯不亮

1.检查总电源开关及电器控制箱内开关是否打开；

2.控制箱内保险丝是否烧坏；

3.指示灯是否烧坏。

2

主机不旋转

1.起动按钮是否接通；

2.驱动电机电源线是否完好；

3.控制线路是否有故障。

3

焊剂不落下

1.焊剂用完，添加焊剂；

2.下料管阻塞，敲击、拌动下料管。

4

行走减速箱漏油

1.润滑油加得过多，从透气孔甩出，可从放油孔掉一部份到油窗位置；

2.放油孔螺栓未拧紧或密封不好。

5

焊接不能起弧或断弧

1.焊接电缆接触是否良好；

2.焊接控制箱控制线路是否损坏；

3.送丝机送丝轮松动不送丝，调整送丝轮。

五、设备保养

序号

保养部份

保养周期

保养内容

1

设备整体

一周

1.整机清洁；

2.接地线销紧；

3.检察各绝缘是否良好。

2

减速箱

三个月

检查润滑油面，不足加油到油标中间位置；拧紧固定螺栓。

3

升降、横向移动导轨、直线导轨

一周

1.清洁导轨面；

2.加机油润滑。

4

辅助支撑

一周

各油杯加注二硫化钼

5

回转支承

一周

加机油润滑

六、电气控制

1、控制部分的组成

整个控制部分由以下几个部分组成：

机头升降运动控制、台车进退运动控制、主轴旋转运动控制、机头左右横移运动控制。

2、电气原理及功能

电气控制部分分为两部分：

主电路与控制电路

a）主电路

三相五线电源进线L1、L2、L3、PE、N经过线圈接到控制柜的端子排上，其中L1、L2、L3号线经端子排接到空气开关QF1的上，空气开关QF1本身具有过流、过载保护。

空气开关QF1的出线U0、V0、W0接继电器KM1的上与控制变压器T1、T2的原边。

在上电点动启动按钮SB1后，继电器KM1吸合，KM1的出线U1、V1、W1分别接到控制机头升降电机的KA2、KA3、KA4、KA5继电器的上端，控制台车进退电机的KA6、KA7以及控制主轴运动的变频器和控制机头左右横移的交流伺服驱动器上。

KA2、KA3或KA4、KA5的交替动作控制机头升降的运动方向，KA6、KA7的交替动作控制台车的运动方向，KA2、KA3的出线U2、V2、W2接到热继电器FR1上，KA4、KA5的出线U3、V3、W3接到热继电器FR2上，KA6、KA7的出线U4、V4、W4接到热继电器FR3上，热继电器FR1、FR2、FR3分别对升降电机和台车有过流、过载保护，热继电器的出线2U、2V、2W、3U、3V、3W、4U、4V、4W分别接到两台升降电机和台车电机上。

b）控制电路

动作点动电源按钮SB1继电器KM1吸合且自保持，主电路与控制电路通电，各控制部分处于待工作状态。

此时电源按钮内的指示灯SB1-2亮，提示相关工作人员轧辊堆焊机已工作。

点动机头升降开关SA1或SA2（近控）、SA17或SA18（远控），继电器KA2、KA3、KA4、KA5相应，机头上下运动，当机头到达极限位置时，相应行程开关SQ1、SQ2、SQ3、SQ4动作，切断相应的控制回路，此时机头只能朝反方向运动。

例如：

当机头升到最高位置时，行程开关SQ1或SQ3动作，横梁停止上升；但按下降时，横梁向下运动，反之一样。

点动台车进退开关SA14，继电器KA6、KA7相应动作，台车前进或后退运动，当台车到达极限位置时，相应行程开关SQ5、SQ6动作，切断相应的控制回路，此时台车只能朝反方向运动。

拨动机头焊速左右开关SA7、SA8，继电器KC3、KC4相应动作,通过控制交流伺服驱动器相应的端子的通断控制机头的左右运动，当机头运动到达极限位置时，相应接近开关SP1、SP2、SP3、SP4动作，切断相应的控制回路，此时机头只能朝反方向运动，其中SP2、SP3防止两个机头相互碰撞。

拨动手动/联动选择开关SA9、SA10，继电器KC5、KC6相应动作,选择“手动”表示机头焊速左右、主轴旋转在非焊接状态时具备的功能，“联动”表示机头焊速左右、主轴旋转在焊接状态时具备的功能。

点动焊接启动按钮SB3或SB4，继电器KC14、KC16、KC15、KC17吸合且自保持，焊接启动指示灯HL1、HL3亮，焊接系统开始焊接工作。

点动机头高速左右开关SA15或SA12（近控）、SA16或SA13（远控），继电器KC18、KC19、KC20、KC21相应动作，通过控制交流伺服驱动器相应的端子的通断控制机头的左右运动，同样当机头运动到达极限位置时，相应接近开关SP1、SP2、SP3、SP4动作，切断相应的控制回路，此时机头只能朝反方向运动。

两个十字拖板分别安装在两个机头前端。

电动十字拖板：

M7、M8、M9、M10为直流伺服电动机，由DC24V开关电源通过远控盒上相应的选择开关SA3、SA4、SA5、SA6完成十字拖板的上、下、前、后移动调节。

其中SA3、SA5是对机头上、下方向的调节，SA4、SA6是对机头的前、后方向的调节。

3、具体调整操作

a）控制面板操作说明：

1、电流表、电压表：

显示焊接电流、电压。

2、主轴速度显示：

焊接过程中显示主轴预置速度及实际旋转速度。

3、横梁速度显示：

焊接过程中显示机头平移预置速度及实际运行速度（注：

高速以恒速运行，不予显示）。

4、电压调节电位器：

焊接过程中调节焊接电压。

5、电流调节电位器：

焊接过程中调节焊接电流。

6、主轴调节电位器：

焊接过程中调节主轴转速。

7、机头调节电位器：

焊接过程中调节机头平移速度。

8、主轴旋转开关：

对主轴进行正/反转控制。

9、台车进退开关：

控制台车运动的开关。

10、机头上下开关：

控制机头升降运动的开关。

11、机头焊速左右开关：

控制机头焊接时或手动时的慢速运动。

12、机头高速左右开关：

非焊接状态时控制机头快速回程运动。

13、控制方式开关：

“手动”指各控制单元已具备控制功能，“联动”指各控制单元在焊接时才具备控制功能。

14、电源指示：

显示整机是否带电。

15、启动按钮：

整机带电启动按钮。

16、急停按钮：

整机急停控制按钮。

b）手控盒Ⅰ、Ⅱ操作说明：

1.焊接启动按钮：

控制焊接时的启动。

（联动方式下有效）

2.焊接停止：

控制焊接过程的停止。

3.送丝按钮：

控制手动过程中焊丝的送进。

4.退丝按钮：

控制手动过程中焊丝的退出。

5.拖板上下开关：

拖板上下移动的点动控制。

6.拖板前后开关：

拖板前后移动的点动控制。

7.机头（高速）上下开关：

控制机头升降运动。

8.机头（高速）左右开关：

非焊接状态时控制机头快速回程运动。

说明：

电气原理图参考其后附图。

4、常出现的问题：

a）干扰问题：

常用解决措施：

注意设备接地问题，设备必须接地最好专门接地，若共公接地可能将其他设备的信号引入。

还有可能的干扰问题是：

附近有高频信号影响……解决措施：

使用该设备时停止使用那台设备。

b）驱动器、变频器报警问题：

根据报警号具体分析可能存在的问题。

其中有些设备使用过程中出现的过压报警问题：

主要是因为某些地区网压不稳、波动太大超过了常用电气设备容许的±10%的波动范围或者是由于瞬间冲击电压所致……解决措施：

电源进线端加稳压器和浪涌吸收器。

c）断弧停送丝保护问题：

由于采用KZ-1控制，断弧后还会慢送丝，如果长时间断弧不停焊则会出现焊丝顶坏机头的问题，所以最好考虑长时间断弧停焊保护。

但由于弧压波动大难界定具体的范围和只检测弧压也不太准确，所以这部分还没有成熟的解决方法。

但我们会尽量把它往好处处理的。

附图

电气原理图一：

电气原理图二：