專利名稱：：全數(shù)字控制“一拖二”軋輥雙頻自動(dòng)淬火方法和系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及軋輥及軸類工件熱處理加工領(lǐng)域，特別是涉及冷軋輥雙頻淬火方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
：現(xiàn)代化多機(jī)架連續(xù)高速軋制的冷軋帶鋼表面質(zhì)量、平直度、厚度差等都有嚴(yán)格的要求，這與軋機(jī)的軋輥有密切的關(guān)系。為使軋輥的表面獲得足夠的淬硬層、較緩和的過(guò)渡區(qū)和良好的殘余應(yīng)力分布，就應(yīng)該注意對(duì)軋輥進(jìn)行合適的淬火加工。對(duì)于冷軋輥淬火加工，目前有采用單頻感應(yīng)加熱淬火，也有采用雙頻感應(yīng)加熱淬火，實(shí)踐證明雙頻淬火加工能夠提高軋輥的質(zhì)量。雙頻淬火的工作原理為針對(duì)不同材質(zhì)的軋輥，利用加載工頻(50Hz)和中頻(250Hz)兩個(gè)感應(yīng)圈的交變電流在其周圍產(chǎn)生交變磁場(chǎng)，金屬軋輥被這交變磁場(chǎng)的磁力線所切割，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，在軋輥表面的一薄層內(nèi)形成封閉的電流回路。這渦流回路產(chǎn)生的感應(yīng)熱使軋輥表面加熱，達(dá)到所需的淬火溫度(相變溫度以上)。用水作為淬火劑進(jìn)行急劇冷卻淬火，在軋輥表面形成一定厚度的馬氏體組織和過(guò)渡組織，即形成一定厚度的淬硬層。因利用雙頻淬火，兩個(gè)感應(yīng)圈的頻率不同，其感應(yīng)熱的透入深度也不同，因而經(jīng)雙頻淬火后的淬硬層有較緩和的過(guò)渡區(qū)和均勻的殘余應(yīng)力分布。由于電磁感應(yīng)圈的功率設(shè)定模型在軋輥表面淬火時(shí)尤為重要，它對(duì)保證淬火軋輥輥端不開(kāi)裂和控制軟帶長(zhǎng)度起著至關(guān)重要的作用，因此，有必要根據(jù)國(guó)內(nèi)軋輥使用情況，研制出一種新型軋輥雙頻自動(dòng)淬火方法，以保證軋輥淬火加工的質(zhì)量。另外，雙頻淬火電源中的工頻電源由特殊的感應(yīng)調(diào)壓變壓器、平衡電抗器和特殊電壓等級(jí)的電容器及可調(diào)電感器組成，設(shè)備費(fèi)用高；中頻電源容量大，起振頻繁，控制技術(shù)復(fù)雜，如果能使這些淬火電源得到充分利用，則可以在提高產(chǎn)量的同時(shí)降低設(shè)備投資成本，所以有必要研究一拖二的技術(shù)，以實(shí)現(xiàn)一套雙頻淬火電源為兩臺(tái)淬火機(jī)床提供淬火加熱電源的功能。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是目的之一，為了保證淬火軋輥輥端不開(kāi)裂和控制軟帶長(zhǎng)度，提供一種對(duì)冷軋輥進(jìn)行多級(jí)功率進(jìn)(退)自動(dòng)淬火的雙頻淬火方法和系統(tǒng)，以保證軋輥淬火加工的質(zhì)量。目的之二，為了實(shí)現(xiàn)一套雙頻淬火電源為兩臺(tái)淬火機(jī)床提供加熱電源的功能，提供一種從硬件和軟件上進(jìn)行新的設(shè)計(jì)，以便利用同一套雙頻淬火電源在為1號(hào)機(jī)床的軋輥淬火后的續(xù)冷時(shí)間內(nèi)對(duì)2號(hào)機(jī)床的的軋輥進(jìn)行加熱淬火，從而在提高產(chǎn)量的同時(shí)降低設(shè)備投資成本。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題采用以下的技術(shù)方案本發(fā)明提供的全數(shù)字控制"一拖二"軋輥雙頻自動(dòng)淬火方法，是利用一套雙頻淬火電源為兩臺(tái)雙頻淬火機(jī)床供電進(jìn)行自動(dòng)淬火方法，具體是先將預(yù)熱后的冷軋輥安裝在第一臺(tái)淬火機(jī)床上，并且按照工藝要求邊旋轉(zhuǎn)、邊下降，使冷軋輥的輥面通過(guò)該淬火機(jī)床的工頻和中頻感應(yīng)線圈進(jìn)行感應(yīng)加熱，并以冷軋輥的上、下端面通過(guò)50Hz感應(yīng)線圈上邊緣為基點(diǎn)，分為多級(jí)進(jìn)行功率自動(dòng)升降控制，逐級(jí)提升或減少各個(gè)感應(yīng)線圈的加熱功率，使冷軋輥的上、下端面淬火后具有保證工藝設(shè)定的軟帶寬度；而軟帶寬度外的輥面則采用恒溫加熱控制，使冷軋輥的輥面達(dá)到工藝設(shè)定的淬硬層深度和硬度；同時(shí)，利用該冷軋輥淬火后需要較長(zhǎng)的續(xù)冷時(shí)間的期間，再通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將雙頻淬火電源提供給第二臺(tái)淬火機(jī)床使用。本發(fā)明提供的全數(shù)字控制"一拖二"軋輥雙頻自動(dòng)淬火系統(tǒng)，包括控制裝置、一套雙頻感應(yīng)加熱電源及兩臺(tái)具有相同結(jié)構(gòu)的機(jī)床本體?？刂蒲b置由上位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC可編程控制器、交流伺服裝置、帶串口通訊的數(shù)字檢測(cè)儀表組成，這些部件之間以控制總線相連;兩臺(tái)機(jī)床本體均設(shè)有淬火機(jī)構(gòu)和用于安裝軋輥的活動(dòng)框架，該活動(dòng)框架沿機(jī)架的前立柱內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，使軋輥穿過(guò)雙頻感應(yīng)加熱裝置和噴水冷卻裝置時(shí)進(jìn)行淬火加工；設(shè)有大電流切換裝置，該裝置將雙頻感應(yīng)加熱電源交替給兩臺(tái)淬火機(jī)構(gòu)使用，兩臺(tái)淬火機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)控制和溫度測(cè)量均是獨(dú)立的，淬火過(guò)程由控制裝置實(shí)施全數(shù)字測(cè)量、紀(jì)錄、顯示和控制；淬火測(cè)溫機(jī)構(gòu)設(shè)有排霧裝置，該裝置裝在位于噴水環(huán)機(jī)座的紅外線測(cè)溫儀上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)其一.可自動(dòng)進(jìn)行淬火加工為了保證軋輥的熱處理時(shí)的淬火質(zhì)量，將工藝人員長(zhǎng)期積累總結(jié)的工藝參數(shù)(如表l-4所示)，用數(shù)據(jù)庫(kù)的形式存儲(chǔ)在工控機(jī)中，操作人員只需根據(jù)加工軋輥的類型調(diào)用相關(guān)數(shù)據(jù)下載到PLC中，即可進(jìn)行自動(dòng)淬火加工。其二.容易操作數(shù)據(jù)庫(kù)采用開(kāi)放結(jié)構(gòu)，能夠隨時(shí)對(duì)工藝參數(shù)進(jìn)行完善和增添，整個(gè)人機(jī)界面采用全中文說(shuō)明，這樣可使不會(huì)計(jì)算機(jī)的操作者也很容易操作；其三.便于分析和改進(jìn)加工工藝采用工控機(jī)和PLC為核心的全數(shù)字控制系統(tǒng)，保證了加工指令和過(guò)程數(shù)據(jù)自動(dòng)管理和存儲(chǔ)及邏輯控制準(zhǔn)確。同時(shí)釆用了多種智能儀表對(duì)軋輥加熱過(guò)程參數(shù)進(jìn)行檢測(cè)，并將檢測(cè)數(shù)據(jù)上傳到工控機(jī)進(jìn)行存儲(chǔ)和顯示，從而便于工藝人員對(duì)軋輥質(zhì)量進(jìn)行分析和改進(jìn)加工工藝，以保證批量加工軋輥的質(zhì)量。其四.提供的系統(tǒng)可以提高設(shè)備使用效率和降低生產(chǎn)產(chǎn)品成本為了實(shí)現(xiàn)一拖二雙頻淬火加工，從硬件上設(shè)計(jì)了氣動(dòng)式大電流、高頻率的電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，軟件上設(shè)計(jì)了完善的PLC邏輯控制程序和相關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)及中文顯示界面，操作臺(tái)上設(shè)計(jì)了相關(guān)操作旋鈕和控制按鍵，保證了轉(zhuǎn)換簡(jiǎn)便，穩(wěn)定可靠，一拖二的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)提高了設(shè)備使用效率，降低了生產(chǎn)產(chǎn)品成本。其五.提供的系統(tǒng)能夠?qū)崿F(xiàn)"一拖二"的淬火功能利用同一套雙頻淬火電源在為1號(hào)機(jī)床的軋輥淬火后的續(xù)冷時(shí)間內(nèi)，對(duì)2號(hào)機(jī)床的的軋輥進(jìn)行加熱淬火。圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是圖1的左視圖。圖3是圖1中楔形塊23和圓弧形球面掛具24的放大示意圖。圖4是圖3的左視圖。圖5是專用夾具10的放大示意圖。圖6是圖1中A-A向結(jié)構(gòu)示意圖。圖7是大電流切換裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖8是是圖7的B-B向剖視圖。圖9是本發(fā)明專利的控制裝置方框圖。圖中l(wèi).快速電機(jī)；2.—級(jí)減速機(jī)構(gòu)；3.二級(jí)減速機(jī)構(gòu)；4.立柱橫梁；5.電磁離合器；6.慢速電機(jī)；7.傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)；8.軋輥旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)；9.上橫梁；10.專用夾具；ll.軋輥；12.連接拉桿13.傳動(dòng)絲桿副；14.定向?qū)к墸?5.彈性頂尖；16.中橫梁；17.下橫梁；18.鎖緊塊；19.定位銷；20.噴水環(huán)機(jī)座；21.紅外線測(cè)溫儀；22.活動(dòng)單軌葫蘆吊；23.楔形塊；24.圓弧形球面掛具；25.前立柱；26.電磁抱閘；27.工頻感應(yīng)圈；28.中頻感應(yīng)圈；29.水井；30.中間立柱；31.后立柱；32.吊具；33.鋼網(wǎng)防護(hù)罩；34.紅外線測(cè)溫儀；35.觸點(diǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)；36.氣缸；37.開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘；38.開(kāi)關(guān)輸出線板；39.開(kāi)關(guān)輸入線板；40.開(kāi)關(guān)輸出線板；4L開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘；42.刀閘固定板；43.上固定板；44.支撐柱；45.下固定板；46.工頻淬火變壓器；47.中頻淬火變壓器；48.噴水環(huán)；49.圓弧邊；50.圓弧邊。具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供的全數(shù)字控制"一拖二"軋輥雙頻自動(dòng)淬火方法和系統(tǒng)是一種用于冷軋輥進(jìn)行六級(jí)功率進(jìn)(退)自動(dòng)淬火的雙頻淬火方法和系統(tǒng)，能夠保證軋輥生成合理的軟帶區(qū)，并使淬火后的輥面淬硬層達(dá)到設(shè)計(jì)要求。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。一.全數(shù)字控制"一拖二"軋輥雙頻自動(dòng)淬火方法利用一套雙頻淬火電源為兩臺(tái)雙頻淬火機(jī)床供電進(jìn)行自動(dòng)淬火方法，具體是先將預(yù)熱后的冷軋輥安裝在第一臺(tái)淬火機(jī)床上，并且按照工藝要求邊旋轉(zhuǎn)、邊下降，使冷軋輥的輥面通過(guò)該淬火機(jī)床的工頻和中頻感應(yīng)線圈進(jìn)行感應(yīng)加熱，并以冷軋輥的上、下端面通過(guò)50HZ感應(yīng)線圈上邊緣為基點(diǎn)，分為多級(jí)進(jìn)行功率自動(dòng)升降控制，逐級(jí)提升或減少各個(gè)感應(yīng)線圈的加熱功率，使冷軋輥的上、下端面淬火后具有保證工藝設(shè)定的軟帶寬度；而軟帶寬度外的輥面則采用恒溫加熱控制，使冷軋輥的輥面達(dá)到工藝設(shè)定的淬硬層深度和硬度；同時(shí)，利用該冷軋輥淬火后需要較長(zhǎng)的續(xù)冷時(shí)間的期間，再通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將雙頻淬火電源提供給第二臺(tái)淬火機(jī)床使用。全數(shù)字控制"一拖二"軋輥雙頻自動(dòng)淬火釆用包括以下步驟的方法準(zhǔn)備工作先將預(yù)熱后的冷軋輥上夾具，并配合吊車將軋輥準(zhǔn)確地安裝在第一臺(tái)淬火機(jī)床的活動(dòng)框架上，啟動(dòng)快速電機(jī)，使活動(dòng)框架帶著軋輥下降，直到軋輥將中橫梁16上的彈簧頂針15壓縮到位后停止用專用工具將中橫梁與光桿鎖緊，使車L輥上下兩端都固定在活動(dòng)框架上，松開(kāi)中橫梁與機(jī)架之間的固定插銷，使中橫梁可隨活動(dòng)框架一起移動(dòng)；再啟動(dòng)快速電機(jī)，使冷軋輥下降到該軋輥下倒角與50Hz感應(yīng)線圈上部平齊位置停止，此為軋輥加熱工藝中的正行程"零點(diǎn)"；由操作人員將觸摸屏上的行程數(shù)據(jù)"清零"，并根據(jù)工藝要求，通過(guò)工控機(jī)顯示屏上的中文控制界面設(shè)置好冷軋輥的旋轉(zhuǎn)速度、慢速進(jìn)給電機(jī)的下降速度及續(xù)冷時(shí)間，選擇相應(yīng)的六級(jí)功率升降數(shù)據(jù)下載給下位PLC控制器，啟動(dòng)冷卻水泵，并使該軋輥旋轉(zhuǎn)，關(guān)好鐵網(wǎng)門，使第一臺(tái)淬火機(jī)床具備送電的相應(yīng)條件；雙頻感應(yīng)加熱工頻感應(yīng)加熱由感應(yīng)調(diào)壓器的輸出電壓控制功率大小，采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)感應(yīng)調(diào)壓器的旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)300V800V之間無(wú)級(jí)調(diào)壓控制來(lái)實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，中頻感應(yīng)功率通過(guò)PLC可編程控制器的模擬量輸出控制實(shí)現(xiàn)中頻功率調(diào)節(jié)。當(dāng)旋鈕扳到"自動(dòng)淬火"檔時(shí)，冷軋輥開(kāi)始按規(guī)定的速度下降，控制裝置根據(jù)工藝要求對(duì)通過(guò)頻率為50Hz的第一感應(yīng)線圈的冷軋輥進(jìn)行加熱控制，當(dāng)該軋輥下降到工藝要求規(guī)定的工頻平衡溫度加熱行程前，第一感應(yīng)線圈進(jìn)入逐級(jí)提升功率狀態(tài)，當(dāng)該軋輥行程達(dá)到平衡溫度加熱行程時(shí)，第一感應(yīng)線圈進(jìn)入恒溫加熱狀態(tài)；同理，當(dāng)該軋輥行程到工藝要求規(guī)定的中頻平衡溫度加熱行程前，頻率為250Hz的第二感應(yīng)線圈進(jìn)入逐級(jí)提升功率狀態(tài)，當(dāng)該軋輥行程到工藝要求規(guī)定的中頻平衡溫度加熱行程時(shí)，第二感應(yīng)線圈進(jìn)入恒溫加熱狀態(tài)；恒溫加熱閉環(huán)控制在平衡溫度加熱狀態(tài)，通過(guò)紅外測(cè)溫儀測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)及時(shí)修正加熱功率，達(dá)到恒溫加熱閉環(huán)控制；淬火當(dāng)冷軋輥行程到工藝要求規(guī)定的淬火位置時(shí)，噴水環(huán)開(kāi)始噴水，該軋輥進(jìn)入淬火狀態(tài)；雙頻感應(yīng)功率遞減加熱當(dāng)冷軋輥下降到軋輥上倒角與第一感應(yīng)線圈上部平齊時(shí)，控制裝置根據(jù)工藝要求對(duì)該冷軋輥加熱進(jìn)行逐級(jí)功率升降控制，直至該冷軋輥下降到續(xù)冷水井中停止加熱，但保持旋轉(zhuǎn)運(yùn)行；續(xù)冷時(shí)間根據(jù)軋輥的材質(zhì)和尺寸而不同，一般超過(guò)50分鐘；續(xù)冷續(xù)冷期間淬火噴水環(huán)繼續(xù)噴水，到續(xù)冷時(shí)間后，淬火噴水環(huán)停止噴水，冷軋輥停止旋轉(zhuǎn)；至此本次冷軋輥?zhàn)詣?dòng)淬火結(jié)束。在上述準(zhǔn)備的工作過(guò)程中，上位工控機(jī)中事先在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有六級(jí)功率進(jìn)或退的自動(dòng)淬火參數(shù)，操作人員通過(guò)中文人機(jī)界面進(jìn)行選擇和修改，確認(rèn)后下載到下位PLC可編程控制器中執(zhí)行，淬火過(guò)程中的各種實(shí)際測(cè)量參數(shù)通過(guò)數(shù)字儀表上傳到上位工控機(jī)中存儲(chǔ)和顯示，便于工藝人員對(duì)冷軋輥質(zhì)量進(jìn)行分析和改進(jìn)。冷軋輥的旋轉(zhuǎn)速度采用變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，慢速下降速度采用交流伺服電機(jī)進(jìn)行控制，軋輥行程采用光電編碼器進(jìn)行檢測(cè)。二.全數(shù)字控制"一拖二"軋輥雙頻自動(dòng)淬火系統(tǒng)該系統(tǒng)由兩臺(tái)雙頻淬火機(jī)床本體(分別命名為1號(hào)淬火機(jī)床、2號(hào)淬火機(jī)床)和一套雙頻淬火電源及控制裝置組成，雙頻淬火電源是指工頻、中頻淬火電源。兩臺(tái)雙頻淬火機(jī)床的結(jié)構(gòu)相同，它們獨(dú)立存在，均裝在地基上，為了便于看圖，圖l只畫了一臺(tái)雙頻淬火機(jī)床。該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)如圖1至圖9所示每臺(tái)雙頻淬火機(jī)床均具有由機(jī)架、活動(dòng)框架、機(jī)械傳動(dòng)裝置、雙頻感應(yīng)加熱裝置、淬火噴水裝置構(gòu)成的機(jī)床本體。兩臺(tái)機(jī)床共用一套雙頻感應(yīng)加熱電源和淬火水循環(huán)裝置，并由全數(shù)字控制裝置進(jìn)行控制。其中所述控制裝置由其上位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC可編程控制器、交流伺服裝置、帶串口通訊的數(shù)字檢測(cè)儀表組成，這些部件之間以控制總線相連。軋輥11采用專用夾具10固定在活動(dòng)框架上，活動(dòng)框架沿機(jī)架的前立柱25內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，使活動(dòng)框架內(nèi)的軋輥11通過(guò)雙頻感應(yīng)加熱裝置進(jìn)行加熱；再通過(guò)噴水環(huán)48進(jìn)行淬火，并在噴水環(huán)下的水井29內(nèi)進(jìn)行續(xù)冷。通過(guò)大電流切換裝置，將7一套雙頻淬火電源分別提供給1號(hào)或2號(hào)淬火機(jī)床使用，由所述控制裝置對(duì)兩臺(tái)雙頻淬火機(jī)床的淬火過(guò)程實(shí)施全數(shù)字測(cè)量、紀(jì)錄、顯示和控制。在噴水環(huán)機(jī)座20上裝有紅外測(cè)溫儀21和紅外測(cè)溫儀34，兩臺(tái)紅外測(cè)溫儀上面均裝有淬火時(shí)用的排霧風(fēng)管。雙頻感應(yīng)加熱主要通過(guò)50Hz工頻感應(yīng)圈27和位于其下方的250Hz中頻感應(yīng)圈28實(shí)現(xiàn)的。所述雙頻感應(yīng)加熱裝置，其由工頻感應(yīng)加熱裝置和中頻感應(yīng)加熱裝置構(gòu)成，它們分別安裝在工頻淬火變壓器46和中頻淬火變壓器47的次邊。其中由50Hz淬火電源、大電流切換裝置，工頻淬火變壓器46和工頻感應(yīng)圈27組成工頻感應(yīng)加熱裝置，由250Hz淬火電源、大電流切換裝置，中頻淬火變壓器47和中頻感應(yīng)圈28組成中頻感應(yīng)加熱裝置；50Hz淬火電源由感應(yīng)調(diào)壓器和相應(yīng)的電容、電感線路組成，采用PLC可編程控制器控制感應(yīng)調(diào)壓器上的電機(jī)，改變感應(yīng)調(diào)壓器的旋轉(zhuǎn)角度，可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓300V800V無(wú)級(jí)可調(diào)，達(dá)到控制工頻感應(yīng)功率調(diào)節(jié)；250Hz淬火電源由中頻電源和相應(yīng)的電容、電感線路組成，通過(guò)PLC可編程控制器的模擬量輸出控制中頻電源輸出電壓的高低，實(shí)現(xiàn)中頻功率調(diào)節(jié)。所述機(jī)架為龍門鋼架結(jié)構(gòu)，其由立柱橫梁4、前立柱25、中間立柱30和后立柱31焊接而成，各立柱為方鋼管，各立柱之間的連接部分為矩形鋼管。在前立柱25的一側(cè)裝有活動(dòng)單軌葫蘆吊22。所述機(jī)械傳動(dòng)裝置由快速電機(jī)1、慢速電機(jī)6、一級(jí)減速機(jī)構(gòu)2、二級(jí)減速機(jī)構(gòu)3、電磁離合器5，傳動(dòng)絲桿副13和定向?qū)к?4及電磁抱閘26等組成。其中，快速電機(jī)l、電磁離合器5，慢速電機(jī)6、一級(jí)減速機(jī)構(gòu)2、二級(jí)減速機(jī)構(gòu)3、傳動(dòng)絲桿副13上端和電磁抱閘26安裝在立柱橫梁4上。傳動(dòng)絲桿副13為T型雙頭螺紋結(jié)構(gòu)。慢速電機(jī)6為交流伺服電機(jī)。所述的活動(dòng)框架，其由傳動(dòng)絲桿副13帶動(dòng)上下運(yùn)行，該活動(dòng)框架由上橫梁9、中橫梁16、下橫梁17和兩根連接拉桿12及相關(guān)附件組成。上橫梁9裝有傳動(dòng)系統(tǒng)潤(rùn)滑機(jī)構(gòu)7、軋輥旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)8、傳動(dòng)絲桿副13和圓弧形球面掛具24。中橫梁16上裝有使軋輥11下端定位的彈性頂尖座15;中橫梁16與噴水環(huán)機(jī)座20間的定位銷19，中橫梁16與活動(dòng)框架連接拉桿12之間是否鎖緊，由鎖緊塊18確定；中橫梁16能在兩根連接拉桿12上移動(dòng)，用來(lái)調(diào)節(jié)安裝軋輥的長(zhǎng)短，并用鎖緊塊18來(lái)固定中橫梁16在連接拉桿12上的位置。用吊具32先將需要淬火的軋輥11通過(guò)專用夾具10裝在上橫梁9下方的圓弧形球面掛具24上，然后下降軋輥使其下端的中心孔將彈性頂尖15壓下50mm停止運(yùn)行，再將中橫梁16與連接拉桿12鎖緊，并抽出與噴水環(huán)機(jī)座20之間的定位銷19，固定了軋輥的活動(dòng)框架就能再向下運(yùn)行了。所述的軋輥11通過(guò)專用夾具10安裝在活動(dòng)框架上的圓弧形球面掛具24上，該掛具下端為凸圓弧結(jié)構(gòu)，具有圓弧邊49。專用夾具10與圓弧形球面掛具24的結(jié)合面為凹圓弧面結(jié)構(gòu)，該夾具具有圓弧邊50，配合面為錐圓弧球面結(jié)合，在軋輥ll自重和軋輥下端彈性頂尖15的作用下，軋輥旋轉(zhuǎn)時(shí)具有自動(dòng)定心功能；圓弧形球面掛具24與上橫梁9通過(guò)連接芯軸上的正、反向旋轉(zhuǎn)螺紋互鎖固定，并將連接芯軸傳遞的旋轉(zhuǎn)力矩由楔形塊23傳遞給軋輥11。所述的排霧裝置，其壓縮空氣的進(jìn)氣管與紅外線測(cè)溫儀冷卻套的進(jìn)風(fēng)管頭相連接，為紅外線測(cè)溫儀21、和紅外線測(cè)溫儀34提供冷卻用的壓縮空氣，將排氣管的管口對(duì)準(zhǔn)測(cè)溫點(diǎn)，用來(lái)吹開(kāi)測(cè)溫點(diǎn)周圍因淬火產(chǎn)生的水霧。本系統(tǒng)采用的一套雙頻感應(yīng)加熱電源，為現(xiàn)有技術(shù)，其由感應(yīng)調(diào)壓器和相應(yīng)的電容、電感線路組成工頻50Hz淬火電源，采用PLC可編程控制器控制感應(yīng)調(diào)壓器上的電機(jī)，改變感應(yīng)調(diào)壓器的旋轉(zhuǎn)角度，可以實(shí)現(xiàn)輸出電壓300V800V無(wú)級(jí)可調(diào)，達(dá)到控制工頻淬火功率調(diào)節(jié)，由中頻電源和相應(yīng)的電容、電感線路組成中頻250Hz淬火電源，通過(guò)PLC可編程控制器的模擬量輸出控制中頻電源輸出電壓的高低，實(shí)現(xiàn)中頻淬火功率調(diào)節(jié)。本系統(tǒng)采用的控制裝置，其結(jié)構(gòu)如圖9所示TCH1和TCH3為工頻淬火變壓器46。50Hz工頻淬火電源采用的是三相感應(yīng)調(diào)壓變壓器，通過(guò)一臺(tái)0.25KW的直流電機(jī)和減速機(jī)拖動(dòng)該變壓器的調(diào)壓機(jī)構(gòu)，使該變壓器的輸出電壓從300800V之間無(wú)級(jí)平滑調(diào)節(jié)，通過(guò)工頻三相平衡電路和單相諧振電路，為工頻淬火變壓器46提供工頻電源。工頻淬火變壓器46的次邊連接加熱軋輥的工頻感應(yīng)圈27(50Hz)。TCH2和TCH4為中頻淬火變壓器47，250Hz中頻淬火電源采用的是晶閘管并聯(lián)諧振中頻電源，通過(guò)PLC的模擬量(420mA)可以控制中頻電源輸出功率的大小，為中頻淬火變壓器47提供中頻電源。中頻淬火變壓器47的次邊連接加熱軋輥的中頻感應(yīng)圏28(250Hz)。圖9中的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1-K4，均采用大電流切換裝置，實(shí)現(xiàn)電源的相互切換，即分別向兩臺(tái)淬火機(jī)床提供感應(yīng)加熱所用的工頻、中頻淬火電源。大電流切換裝置的結(jié)構(gòu)如圖7和圖8所示主要由4個(gè)氣缸36、四套觸點(diǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)35、開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘37、開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘41、兩對(duì)開(kāi)關(guān)輸出線板和一對(duì)開(kāi)關(guān)輸入線板39部件組成，其連接關(guān)系是汽缸36安裝在固定板43上。刀閘固定板42采用絕緣材料制作，與氣缸36的連桿相連接。開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘37和開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘41安裝在刀閘固定板42上。在下固定板45上，裝有開(kāi)關(guān)輸入線板39、觸點(diǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)35、開(kāi)關(guān)輸出線板38和開(kāi)關(guān)輸出線板40。上固定板43和下固定板45均采用絕緣材料板制作，之間由四個(gè)不銹鋼材料的支撐柱44連接固定。大電流切換裝置的工作原理為由電磁氣動(dòng)閥控制汽缸36，帶動(dòng)開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘37(或開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘41)提升(或壓下)，當(dāng)開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀鬧37壓下，開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘41提升時(shí)，開(kāi)關(guān)輸入線板39與開(kāi)關(guān)輸出線板38連通，電源由開(kāi)關(guān)輸入線板39輸入，通過(guò)開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘37向開(kāi)關(guān)輸出線板38端輸出。反之，丌關(guān)活動(dòng)刀閘37提升，開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘41壓下時(shí)，開(kāi)關(guān)輸入線板39與開(kāi)關(guān)輸出線板40連通，電源由開(kāi)關(guān)輸入線板39輸入，通過(guò)開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘37向開(kāi)關(guān)輸出線板40端輸出。為了防止氣壓不穩(wěn)會(huì)影響觸點(diǎn)接觸，增加了觸點(diǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)35,該觸點(diǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)用彈簧的拉力來(lái)保證開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘的位置不變，從而保證在氣壓波動(dòng)時(shí)開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘能正常工作。本發(fā)明淬火水循環(huán)系統(tǒng)由蓄水池、抽水泵、輸水管道和控制閥門、噴水圈、續(xù)冷水井和匯流水道組成。水泵將蓄水池中的水抽起，通過(guò)輸水管道和控制閥門供給需要淬火的噴水圈對(duì)加熱軋輥進(jìn)行冷卻，淬火后的冷卻水進(jìn)入續(xù)冷水井，到達(dá)一定水位后經(jīng)匯流水道返回到蓄水池中，進(jìn)行循環(huán)使用。下面結(jié)合附圖敘述本系統(tǒng)的工作過(guò)程。先將需淬火軋輥11的端頭裝入專用夾具10中，用吊具32將專用夾具10和軋輥11一起吊起來(lái)，裝入固定在活動(dòng)框架上橫梁9下的圓弧形球面掛具24上，軋輥ll上端的專用夾具lO利用軋輥ll自重自動(dòng)在圓弧形球面掛具24上定位，并由圓弧形球面掛具24上的楔形塊23和結(jié)合面間的磨擦力傳遞軋輥11旋轉(zhuǎn)力矩。打開(kāi)電磁抱閘26，啟動(dòng)快速電機(jī)1，通過(guò)一級(jí)減速機(jī)構(gòu)2、二級(jí)減速機(jī)構(gòu)3和兩個(gè)傳動(dòng)絲杠副13傳動(dòng)，使活動(dòng)框架的上橫梁9、下橫梁17、連接拉桿12和軋輥11沿著前立柱25內(nèi)側(cè)的兩條定向?qū)к?4快速下降。當(dāng)軋輥11下端的中心孔與中橫梁16上的彈性頂尖15對(duì)齊，并下降壓縮達(dá)到設(shè)定的預(yù)緊力時(shí)，限位光電開(kāi)關(guān)動(dòng)作，PLC切斷快速電機(jī)1和電磁抱閘26的電源，軋輥下降停止。然后，通過(guò)鎖緊塊18將中橫梁16鎖緊在活動(dòng)框架的連接拉桿12上，使軋輥11固定在上橫梁9與中橫梁16中間，并能無(wú)擺動(dòng)旋轉(zhuǎn)，再將中橫梁16與噴水環(huán)機(jī)座20間的定位銷19從定位銷孔中拉出，啟動(dòng)快速速電機(jī)1將軋輥下降到軋輥11的下倒角與工頻感應(yīng)圈27上部平齊。并使軋輥ll旋轉(zhuǎn)，關(guān)好鐵網(wǎng)門；再將觸摸屏上的行程"清零"，由操作人員根據(jù)工藝要求，在人機(jī)控制界面上，設(shè)置好冷軋輥的旋轉(zhuǎn)速度、升降速度及續(xù)冷時(shí)間；若用"自動(dòng)淬火"模式時(shí)，還要選擇相應(yīng)的六級(jí)功率升降數(shù)據(jù)下載給下位PLC控制器；啟動(dòng)冷卻水泵，使雙頻淬火機(jī)床具備送電的相應(yīng)條件后，可以開(kāi)始淬火加工。淬火過(guò)程中，由慢速電機(jī)6通過(guò)電磁離合器5帶動(dòng)軋輥11均速通過(guò)工頻感應(yīng)圈27、中頻感應(yīng)圈28和噴水環(huán)48，由紅外線測(cè)溫儀21和紅外線測(cè)溫儀34分別監(jiān)視工頻和中頻感應(yīng)圈內(nèi)的軋輥加熱溫度，將用于測(cè)溫儀冷卻的壓縮氣體出氣管對(duì)準(zhǔn)測(cè)溫點(diǎn)，可以直接吹開(kāi)測(cè)溫點(diǎn)周圍由于淬火產(chǎn)生的水霧，提高測(cè)溫精度。淬火后的軋輥11在地坑水井29中續(xù)冷達(dá)到一定的時(shí)間后，噴水環(huán)48停止噴水，關(guān)閉工件旋轉(zhuǎn)電機(jī)并啟動(dòng)快速電機(jī)1上升，活動(dòng)框架帶動(dòng)軋輥11上升，當(dāng)中橫梁的定位銷19到達(dá)銷孔位置時(shí)，接近開(kāi)關(guān)動(dòng)作，快速電機(jī)l停止上升，先將中橫梁16的定位銷19插入噴水環(huán)機(jī)座20的定位銷孔中，再松開(kāi)中橫梁16與連接拉桿12間的鎖緊塊18，快速電機(jī)l方能繼續(xù)啟動(dòng)上升，軋輥11離開(kāi)中橫梁16，隨活動(dòng)框架的上橫梁9上升到初始軋輥安裝位置時(shí)，上限位開(kāi)關(guān)動(dòng)作，快速上升電機(jī)l停止。用吊具32將專用夾具10和軋輥11吊離淬火機(jī)床即完成一次淬火過(guò)程循環(huán)。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)"一拖二"的工作過(guò)程參考圖9說(shuō)明如下在一臺(tái)機(jī)床(1號(hào)機(jī)床)進(jìn)行淬火時(shí)，另一臺(tái)機(jī)床(2號(hào)機(jī)床)可做好淬火前的準(zhǔn)備工作。當(dāng)1號(hào)淬火機(jī)床淬火完后且軋輥處于地下水槽續(xù)冷時(shí)，通過(guò)大電流切換裝置K1K4，為2號(hào)淬火機(jī)床提供淬火加熱電源，即通過(guò)大電流切換裝置共用一套雙頻淬火電源對(duì)兩臺(tái)淬火機(jī)床的機(jī)架上的兩個(gè)軋輥分別進(jìn)行淬火加工。如果選擇1號(hào)淬火機(jī)床進(jìn)行軋輥淬火加工，PLC根據(jù)操作臺(tái)上的選擇旋鈕控制指令，驅(qū)動(dòng)汽缸36使轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1、K2閉合，K3、K4斷開(kāi)，50HZ感應(yīng)電源通過(guò)Kl傳遞給工頻淬火變壓器TCHl,TCH1的次邊接工頻感應(yīng)圈27;250HZ感應(yīng)電源通過(guò)K2傳遞給中頻淬火變壓器TCH2，TCH2的次邊接中頻感應(yīng)圈28，軋輥ll慢速下降，通過(guò)工頻感應(yīng)圈27、中頻感應(yīng)圈28時(shí)被加熱到工藝要求的溫度，然后通過(guò)噴水環(huán)48進(jìn)行淬火處理；軋輥在1號(hào)淬火機(jī)床上淬火完畢后，進(jìn)入續(xù)冷階段。這時(shí)，如果選擇2號(hào)淬火機(jī)床進(jìn)行軋輥淬火加工，由PLC控制汽缸36動(dòng)作，使轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)K1、K2斷開(kāi)，K3、K4閉合，同上所敘，工頻與中頻感應(yīng)加熱電源分別為工頻淬火變壓器TCH3和中頻淬火變壓器TCH4提供能量，2號(hào)淬火機(jī)床上的軋輥可以進(jìn)行淬火加工。兩套機(jī)床的電氣傳動(dòng)控制是獨(dú)立的，軋輥的吊裝和加工互不干涉。軋輥11的行程由安裝在二級(jí)減速機(jī)構(gòu)3上的光電編碼器進(jìn)行檢測(cè)，通過(guò)PLC的高速器將脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成軋輥移動(dòng)的行程數(shù)據(jù)顯示在觸摸屏和電腦顯示屏上，操作人員可以根據(jù)軋輥行程，手動(dòng)控制軋輥加熱功率，也能選擇"自動(dòng)淬火"模式，由PLC根據(jù)從上位工控機(jī)工藝數(shù)據(jù)庫(kù)中下載的工藝參數(shù)，控制工頻和中頻電源分別輸出不同的功率，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)感應(yīng)加熱和淬火。本發(fā)明的自動(dòng)淬火過(guò)程是參見(jiàn)圖9和圖10，開(kāi)始時(shí)，由淬火工及相關(guān)人員給雙頻淬火機(jī)床送電，啟動(dòng)水路各水泵。冷軋輥已裝夾完畢，冷軋輥手動(dòng)快速下降到軋輥下端點(diǎn)與50Hz上端面平齊的位置停止，此處定位為"正行程"的"起始"點(diǎn)，淬火工將觸摸屏上的行程數(shù)據(jù)清零，設(shè)置好旋轉(zhuǎn)速度、升降速度及續(xù)冷時(shí)間。點(diǎn)擊"自動(dòng)淬火"，選擇工藝參數(shù)下載到PLC的DB數(shù)據(jù)塊中，將控制旋鈕扳向"自動(dòng)淬火"，PLC開(kāi)始根據(jù)工藝單(例如表1至表4)的要求對(duì)冷軋輥加熱進(jìn)行自動(dòng)控制，正行程進(jìn)行增功率控制，當(dāng)行程到189mm位置，第一感應(yīng)器進(jìn)入平衡狀態(tài)；當(dāng)行程到391mm位置，第二感應(yīng)器進(jìn)入平衡狀態(tài)。在平衡狀態(tài)，根據(jù)工藝單要求軋輥表面溫度穩(wěn)定在89(TC，通過(guò)紅外測(cè)溫儀測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)及時(shí)修正淬火功率，達(dá)到平衡階段溫度閉環(huán)控制。正行程到440mm的位置，淬火環(huán)開(kāi)始噴水；當(dāng)冷軋輥上端點(diǎn)與50Hz上端面平齊的位置此處定義為"倒行程"的"零點(diǎn)"，根據(jù)工藝單的要求對(duì)冷軋輥加熱的兩個(gè)感應(yīng)圈分別進(jìn)行自動(dòng)功率增減控制，當(dāng)行程到150mm位置，50Hz淬火電源功率降為200KW，在180國(guó)位置關(guān)閉50Hz淬火電源；當(dāng)行程到220位置，250Hz淬火電源功率降為50KW,在250腿位置關(guān)閉250Hz淬火電源。行程到430mm的位置，下降停止，但旋轉(zhuǎn)正常運(yùn)行。續(xù)冷時(shí)間開(kāi)始計(jì)時(shí)，到續(xù)冷時(shí)間后，淬火環(huán)停止噴水，停止旋轉(zhuǎn)。本次自動(dòng)淬火結(jié)束。本發(fā)明的自動(dòng)淬火過(guò)程可實(shí)現(xiàn)功率和溫度自動(dòng)閉環(huán)控制，軋輥淬火過(guò)程曲線和參數(shù)由數(shù)字儀表自動(dòng)上傳給工控機(jī)，能夠存儲(chǔ)和數(shù)據(jù)庫(kù)管理，便于工藝人員査詢和進(jìn)行質(zhì)量追溯管理，大大提高了設(shè)備的自動(dòng)化水平。本發(fā)明提供的全數(shù)字一拖二雙頻自動(dòng)淬火的控制裝置，如圖9所示由采用全數(shù)字控制的上位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱工控機(jī))，以及通過(guò)數(shù)據(jù)線與工控機(jī)相連的PLC可編程控制器、交流伺服系統(tǒng)、變頻器和各種數(shù)字化智能儀表組成。工控機(jī)可采用臺(tái)灣研華公司的產(chǎn)品，其配有西門子4511通訊板和232/485通訊接口模塊，可以實(shí)現(xiàn)與西門子S7-300PLC裝置和智能數(shù)字儀表的通訊。本控制裝置采用全中文人機(jī)界面，操作方便，由于冷軋輥進(jìn)行六級(jí)功率進(jìn)(退)自動(dòng)淬火的工藝參數(shù)可以事先都存儲(chǔ)在工控機(jī)的數(shù)據(jù)庫(kù)中，操作時(shí)由現(xiàn)場(chǎng)操作人員選擇確認(rèn)后下傳給PLC可編程控制器執(zhí)行就可以了。該人機(jī)界面可采用杰控公司生產(chǎn)的組態(tài)軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā)和設(shè)計(jì)，能夠存儲(chǔ)各種軋輥進(jìn)行六級(jí)功率進(jìn)(退)自動(dòng)淬火的工藝參數(shù)和采集紀(jì)錄每根加工軋輥的過(guò)程技術(shù)參數(shù)，實(shí)時(shí)顯示加工過(guò)程中的參數(shù)變化曲線，打印加工報(bào)表，査詢歷史記錄和顯示歷史曲線。所述控制裝置采用分站結(jié)構(gòu)，每臺(tái)淬火機(jī)床都安裝ET200分站控制模塊，大大減少了控制電纜的布線數(shù)量；操作臺(tái)上安裝有工控機(jī)和液晶顯示器及西門子公司的S7-300PLC的CPU控制模塊和觸摸屏，控制臺(tái)上的各種控制旋鈕與PLC的輸入模塊連接，信號(hào)燈與輸出模塊連接，能夠進(jìn)行控制和顯示，控制臺(tái)上的各種測(cè)量數(shù)字儀表，通過(guò)串口通訊電纜與工控機(jī)相連接，可實(shí)時(shí)紀(jì)錄和顯示各種測(cè)量?jī)x表數(shù)據(jù)，與CPU相連接的觸摸屏能進(jìn)行軋輥多種運(yùn)行參數(shù)顯示和行程參數(shù)"清零"控制，并能將故障報(bào)警用中文顯示。附表表1O380x*x"令軋輥雙頻淬火工藝表<table>tableseeoriginaldocumentpage12</column></row><table>表2①420X申XW令軋輥雙頻淬火工藝表冷軋輥規(guī)格d>420x*x*冷軋輥用戶xxxxxxx材質(zhì)Cr2感應(yīng)器尺寸50Hz①451咖感應(yīng)器平衡溫度*:890。C250Hz①477咖890。C下降速度0.7毫米/秒旋轉(zhuǎn)速度30轉(zhuǎn)/分初始出口溫度**:740°C/750°C噴水距離435咖停機(jī)距離-545咖續(xù)冷時(shí)間60min第一感應(yīng)器(50Hz)第二感應(yīng)器(250Hz)起始行程距離()功率(KW)備注距離(咖)功率(KW)備注19160141025928023150399360291110412940033114051494403611606189470391180穩(wěn)態(tài)加熱過(guò)程感應(yīng)器出口溫度(89CTC/890°C)倒行程740450801908804101201509110350160120101302802001001115020022050121800250013<table>tableseeoriginaldocumentpage14</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage15</column></row><table>注*:平衡溫度是測(cè)量?jī)x表在感應(yīng)圈下端面半圓孔處測(cè)量的穩(wěn)態(tài)溫度。注**:初始出口溫度是軋輥下端面通過(guò)感應(yīng)圈下端面半圓孔處測(cè)量的溫度。權(quán)利要求1.全數(shù)字控制“一拖二”軋輥雙頻自動(dòng)淬火方法，其特征是利用一套雙頻淬火電源為兩臺(tái)雙頻淬火機(jī)床供電進(jìn)行自動(dòng)淬火方法，具體是先將預(yù)熱后的冷軋輥安裝在第一臺(tái)淬火機(jī)床上，并且按照工藝要求邊旋轉(zhuǎn)、邊下降，使冷軋輥的輥面通過(guò)該淬火機(jī)床的工頻和中頻感應(yīng)線圈進(jìn)行感應(yīng)加熱，并以冷軋輥的上、下端面通過(guò)50Hz感應(yīng)線圈上邊緣為基點(diǎn)，分為多級(jí)進(jìn)行功率自動(dòng)升降控制，逐級(jí)提升或減少各個(gè)感應(yīng)線圈的加熱功率，使冷軋輥的上、下端面淬火后具有保證工藝設(shè)定的軟帶寬度；而軟帶寬度外的輥面則采用恒溫加熱控制，使冷軋輥的輥面達(dá)到工藝設(shè)定的淬硬層深度和硬度；同時(shí)，利用該冷軋輥淬火后需要較長(zhǎng)的續(xù)冷時(shí)間的期間，再通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將雙頻淬火電源提供給第二臺(tái)淬火機(jī)床使用。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征是采用包括以下步驟的方法準(zhǔn)備工作先將預(yù)熱后的冷軋輥裝上夾具，并配合吊車將軋輥準(zhǔn)確地安裝在第一臺(tái)淬火機(jī)床的活動(dòng)框架上，啟動(dòng)快速電機(jī)，使活動(dòng)框架帶著軋輥下降，直到軋輥將中橫梁(16)上的彈簧頂針(15)壓縮到位后停止；用專用工具將中橫梁與光桿鎖緊，使軋輥上下兩端都固定在活動(dòng)框架上，松開(kāi)中橫梁與機(jī)架之間的固定插銷，使中橫梁可隨活動(dòng)框架一起移動(dòng)；再啟動(dòng)快速電機(jī)，使冷軋輥下降到該軋輥下倒角與50Hz感應(yīng)線圈上部平齊位置停止，此為軋輥加熱工藝中的正行程"零點(diǎn)"；由操作人員將觸摸屏上的行程數(shù)據(jù)"清零"，并根據(jù)工藝要求，通過(guò)工控機(jī)顯示屏上的中文控制界面設(shè)置好冷軋輥的旋轉(zhuǎn)速度、慢速進(jìn)給電機(jī)的下降速度及續(xù)冷時(shí)間，選擇相應(yīng)的六級(jí)功率升降數(shù)據(jù)下載給下位PLC控制器，啟動(dòng)冷卻水泵，并使該軋輥旋轉(zhuǎn)，關(guān)好鐵網(wǎng)防護(hù)門，使第一臺(tái)淬火機(jī)床具備送電的相應(yīng)條件；雙頻感應(yīng)加熱工頻感應(yīng)加熱由感應(yīng)調(diào)壓器的輸出電壓控制功率大小，采用直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)感應(yīng)調(diào)壓器的旋轉(zhuǎn)角度，實(shí)現(xiàn)300V800V之間無(wú)級(jí)調(diào)壓控制來(lái)實(shí)現(xiàn)功率調(diào)節(jié)，中頻感應(yīng)功率通過(guò)PLC可編程控制器的模擬量輸出控制實(shí)現(xiàn)中頻功率調(diào)節(jié)。當(dāng)旋鈕扳到"自動(dòng)淬火"檔時(shí)，冷軋輥開(kāi)始按規(guī)定的速度下降，控制裝置根據(jù)工藝要求對(duì)通過(guò)頻率為50Hz的第一感應(yīng)線圈的冷軋輥進(jìn)行加熱控制，當(dāng)該軋輥下降到工藝要求規(guī)定的工頻平衡溫度加熱行程前，第一感應(yīng)線圈進(jìn)入逐級(jí)提升功率狀態(tài)，當(dāng)該軋輥行程達(dá)到平衡溫度加熱行程時(shí)，第一感應(yīng)線圈進(jìn)入恒溫加熱狀態(tài)；同理，當(dāng)該軋輥行程到工藝要求規(guī)定的中頻平衡溫度加熱行程前，頻率為250Hz的第二感應(yīng)線圈進(jìn)入逐級(jí)提升功率狀態(tài)，當(dāng)該軋輥行程到工藝要求規(guī)定的中頻平衡溫度加熱行程時(shí)，第二感應(yīng)線圈進(jìn)入恒溫加熱狀態(tài)；恒溫加熱閉環(huán)控制在平衡溫度加熱狀態(tài)，通過(guò)紅外測(cè)溫儀測(cè)溫?cái)?shù)據(jù)及時(shí)修正加熱功率，達(dá)到恒溫加熱閉環(huán)控制；淬火當(dāng)冷軋輥行程到工藝要求規(guī)定的淬火位置時(shí)，噴水環(huán)開(kāi)始噴水，該軋輥進(jìn)入淬火狀態(tài)；雙頻感應(yīng)功率遞減加熱當(dāng)冷軋輥下降到軋輥上倒角與第一感應(yīng)線圈上部平齊時(shí)，控制裝置根據(jù)工藝要求對(duì)該冷軋輥加熱進(jìn)行逐級(jí)功率升降控制，直至該冷軋輥下降到續(xù)冷水井中停止加熱，但保持軋輥旋轉(zhuǎn)運(yùn)行；續(xù)冷時(shí)間根據(jù)軋輥的材質(zhì)和尺寸而不同，一般超過(guò)50分鐘；續(xù)冷續(xù)冷期間淬火噴水環(huán)繼續(xù)噴水，到續(xù)冷時(shí)間后，淬火噴水環(huán)停止噴水，冷軋輥停止旋轉(zhuǎn)；至此本次冷軋輥?zhàn)詣?dòng)淬火結(jié)束。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是上位工控機(jī)中事先在數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有六級(jí)功率進(jìn)或退的自動(dòng)淬火參數(shù)，操作人員通過(guò)中文人機(jī)界面進(jìn)行選擇和修改，確認(rèn)后下載到下位PLC可編程控制器中執(zhí)行，淬火過(guò)程中的各種實(shí)際測(cè)量參數(shù)通過(guò)數(shù)字儀表上傳到上位工控機(jī)中存儲(chǔ)和顯示，便于工藝人員對(duì)冷軋輥質(zhì)量進(jìn)行分析和改進(jìn)。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征是冷軋輥的旋轉(zhuǎn)速度采用變頻器進(jìn)行轉(zhuǎn)速控制，慢速下降速度采用交流伺服電機(jī)進(jìn)行控制，軋輥行程采用光電編碼器進(jìn)行檢測(cè)。5.全數(shù)字控制"一拖二"軋輥雙頻自動(dòng)淬火系統(tǒng)，包括控制裝置、一套雙頻感應(yīng)加熱電源及兩臺(tái)具有相同結(jié)構(gòu)的機(jī)床本體，其特征是控制裝置由上位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC可編程控制器、交流伺服裝置、帶串口通訊的數(shù)字檢測(cè)儀表組成，這些部件之間以控制總線相連；兩臺(tái)機(jī)床本體均設(shè)有淬火機(jī)構(gòu)和用于安裝軋輥(11)的活動(dòng)框架，該活動(dòng)框架沿機(jī)架的前立柱(25)內(nèi)側(cè)的導(dǎo)軌上、下移動(dòng)，使軋輥穿過(guò)雙頻感應(yīng)加熱裝置和噴水冷卻裝置時(shí)進(jìn)行淬火加工；設(shè)有大電流切換裝置，該裝置將雙頻感應(yīng)加熱電源交替給兩臺(tái)淬火機(jī)構(gòu)使用，兩臺(tái)淬火機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)控制和溫度測(cè)量均是獨(dú)立的，淬火過(guò)程由控制裝置實(shí)施全數(shù)字測(cè)量、紀(jì)錄、顯示和控制；淬火機(jī)構(gòu)設(shè)有排霧裝置，該裝置裝在位于噴水環(huán)機(jī)座(20)的紅外線測(cè)溫儀上。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淬火系統(tǒng)，其特征是軋輥(11)的上端通過(guò)專用夾具(10)和圓弧形球面掛具(24)安裝在活動(dòng)框架的上橫梁(9)上，下端由活動(dòng)框架的中橫梁(16)上的彈性頂尖(15)定心；所述掛具的下端為凸圓弧結(jié)構(gòu)；所述夾具和掛具的結(jié)合面為凹圓弧面結(jié)構(gòu)，配合面為錐圓弧球面結(jié)合；所述掛具與上橫梁(9)通過(guò)連接芯軸上的正、反向旋轉(zhuǎn)螺紋互鎖固定。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的淬火系統(tǒng)，其特征是所述的活動(dòng)框架由傳動(dòng)絲桿副(13)帶動(dòng)上下運(yùn)行，該活動(dòng)框架由上橫梁(9)、中橫梁(16)、下橫梁(17)和兩根連接拉桿(12)及相關(guān)附件組成，其中，上橫梁(9)安裝傳動(dòng)絲桿副(13)，中橫梁(16)在兩根連接拉桿(12)上移動(dòng)，并用鎖緊塊(18)來(lái)固定中橫梁(16)在連接拉桿(12)上的位置。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淬火系統(tǒng)，其特征是所述的傳動(dòng)絲桿副(13)為T型雙頭螺紋結(jié)構(gòu)。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淬火系統(tǒng)，其特征是所述的大電流切換裝置主要由裝在上固定板(43)上的四個(gè)氣缸，裝在下固定板(45)上的一對(duì)開(kāi)關(guān)輸入線板、四套觸點(diǎn)鎖緊機(jī)構(gòu)和兩對(duì)開(kāi)關(guān)輸出線板，以及裝在刀閘固定板(42)上的兩對(duì)開(kāi)關(guān)活動(dòng)刀閘組成；刀閘固定板(42)采用絕緣材料制作，其與汽缸的連桿相連接；所述上、下固定板均采用絕緣材料板制作，之間由四個(gè)不銹鋼材料的支撐柱(44)連接固定。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的淬火系統(tǒng)，其特征是所述機(jī)床本體，其機(jī)架為龍門鋼架結(jié)構(gòu)，該機(jī)架由立柱橫梁(4)、前立柱(25)、中間立柱(30)和后立柱(31)組成，各立柱為方鋼管，各立柱之間的連接部分為矩形鋼管；在前立柱(25)的一側(cè)裝有活動(dòng)單軌葫蘆吊(22)。全文摘要本發(fā)明提供了全數(shù)字控制“一拖二”軋輥雙頻自動(dòng)淬火方法和系統(tǒng)。該方法是先按照工藝要求將裝在第一臺(tái)淬火機(jī)床上的冷軋輥進(jìn)行淬火；同時(shí)，利用該冷軋輥淬火后需要較長(zhǎng)的續(xù)冷時(shí)間的期間，再通過(guò)電源轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)將雙頻淬火電源提供給第二臺(tái)淬火機(jī)床使用，使該機(jī)床上的冷軋輥完成淬火過(guò)程。該系統(tǒng)包括控制裝置、大電流切換裝置、雙頻感應(yīng)加熱電源及兩臺(tái)具有相同結(jié)構(gòu)的機(jī)床本體，控制裝置由以控制總線相連的上位工業(yè)控制計(jì)算機(jī)、PLC可編程控制器、交流伺服裝置、帶串口通訊的數(shù)字檢測(cè)儀表組成；兩臺(tái)機(jī)床本體均設(shè)有淬火機(jī)構(gòu)、排霧裝置和用于安裝軋輥的活動(dòng)框架。本發(fā)明結(jié)構(gòu)合理，占地少，自動(dòng)化程度高，安裝軋輥方便，工作效率高，節(jié)約成本。文檔編號(hào)C21D9/38GK101597671SQ20091006285公開(kāi)日2009年12月9日申請(qǐng)日期2009年6月26日優(yōu)先權(quán)日2009年6月26日發(fā)明者沈偉芳,詹益清,允謝申請(qǐng)人:武漢寶德機(jī)電有限責(zé)任公司