中频自动上料装置的研制

卫国兵

（晋煤集团金鼎煤机精密锻造分公司， 山西 晋城 048000）

精密锻造公司主要生产矿用模锻件产品，现有的锻件流水线作业的设计由北京机电研究所承担设计，为晋煤集团填补了无法生产锻件的空白，公司生产流程为：锯床下料→中频炉加热→辊锻拔长→机器人转料→压力机成型→机器人转料→压力机切边→打磨→钻孔→锪平→热处理→喷砂→打包→浸漆。其中从中频炉加热工序到压力机切边工序为自动化流水线生产，锻造频率约为三分钟锻造一件产品。

1 公司的生产情况及存在的弊端

公司锻件产品已经达到九种，常用的产品有三种，生产所用材料规格不等，为直径在Φ80～Φ180mm之间的圆钢，下料重量在 30～260Kg。在进行第二道中频加热工序时，需将圆钢提升到1.7m高度，放到中频加热炉的上料平台上。由于工件重量大，只能利用天车的动力，用专用吸盘将棒料一根一根的吊起放到上料平台。在公司生产工人短缺的情况下，还需要专门抽出三人负责上料（其中一人为天车操作人员，另两人分别在上料平台上面和上料平台底部），效率低下，并且由于起吊时需要人员帮扶，存在安全风险，同时，天车占用时间长，一旦开始生产，无法兼顾其他工作，在很大程度上制约了公司的生产。

为了降低安全风险，提高生产效率，同时为了解放天车去从事更为急需的生产，制作安装中频上料装置已经迫在眉睫。

2 自动上料装置的设计

在锯床旁边安装有一个斜坡的滑道，把锯床和中频上料平台连接，棒料锯下后可以从滑道滚动至中频上料平台底部，以上设置是原有设置，现在所需设计的上料装置只需将上料平台底部的不同规格的棒料提升至上料平台即可。

首先确定了上料装置所需的各个部件，整个自动上料装置包括三个部分：上料架、动力装置和传动装置。根据需上料材料的重量，通过计算确定了电动机的规格，其次是确定了链轮链条和传动轴、提升钩，再次是利用中频上料平台设计上料架。棒料的传动由上下两组传动链轮带动链条转动，在链条上固定了四个提升钩，分为两组来带动棒料的提升。其效果图如下：

2.1 电机减速器的选择：

根据提升棒料的重量来计算上料装置所需电机功率的大小，根据公式其中：F为生产机械的静阻力，单位为N；V为生产机械的运动速度，单位为m/s；η为传动装置的效率。

F按最重棒料260Kg取值2600N，V取0.03m/s，链条传动η取0.98，计算得出所需负载电机功率为0.08KW，查取电机规格后选取电机型号Y80M2-4及配套减速器，完全可以胜任工件提升工作的需要。

2.2 链轮、链条的选用：

在链轮和链条的选用过程中，要根据电机减速器的传动转速和上料的速度来确定链轮的大小，链轮确定以后再选用配套使用的链条。经过一系列的计算后，最终选取链轮的齿数为 17，模数为 12，齿根圆直径为 166mm，齿顶圆直径为225mm。配用链条的节距为38.1mm，配用链条的滚子外径为22.23mm。

2.3 上料架的制作：

上料架的设计思路之一是在保证安全可靠的同时尽量使用废旧钢材，减少钢材的投入，根据这一思路，设计出利用中频炉的上料平台为支撑，焊接合适的槽钢在平台上，用以固定传动轴和从动轴，同时在中间位置用槽钢加固，以保证上料架的稳定；思路之二是装置要适应长短不同的工件的提升，基于以上理念，在主从动轴上设计三个安装提升钩的位置，其中一个位置固定，另外两个可根据工件长度调整；思路之三是装置要适应不同规格工件的提升，这个问题的解决是通过更换不同大小的提升钩来适应规格不同工件的需要。

3 使用效果

上料装置安装使用后，为公司带来了一系列的好处：

1、自动上料装置安装后，可以适应直径在Φ80～Φ180mm之间和长度在300～1000mm之间的工件的提升，完全适应生产的需要，减少了人工用吸盘吊运工件的工序，排除了安全隐患，降低了劳动强度；

2、上料装置在投入使用后，流水线作业仅需要九人即可正常运作，而上料装置仅需要一人看护，可以节省两个人去从事公司内部另外的工作，在一定程度上缓解了公司人员短缺的问题；

3、根据设计，上料装置每小时可提升 30件工件，完全可适应流水线每小时20件产品的需要，同时避免了电机长期运转的情况出现，提高了工作效率；

4、解放出天车去从事更需要的工作，解决了天车无法兼顾其他工作的问题，使公司的安全生产更为有序。

4 结束语

在现有生产条件下，公司仅投入采购电机减速器、链轮、链条及部分标准件和电器元件等的成本，其余加工件为自制件，结构件全部为废旧材料回收利用，完全达到预想要求；

在公司的生产过程中，总会有需要改进的地方，只要我们善于发现问题并且解决问题，那么我们的每一项创新发明都会带着公司甚至企业向着更快更好的方向发展。

此装置的设计制作得到了重庆恒锐中频有限公司的大力支持，特此鸣谢！