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数控重型轧辊磨床的研发与应用RG 300x150/260 L-NC
2015-8-28  来源:齐重数控装备股份有限公司  作者:-


     RG 300x150/260 L-NC重型数控轧辊磨床是国家科技重大专项2009Zx04002-072 课题样机产品。该产品主要是为了满足冶金行业宽厚板重型轧机大型轧辊及超大型回转类零件表面磨削机床国产化的需求, 适用于我国航天、航空、核电、船舶、军工、冶金及一些高科技、高尖端领域所需的高精度零件的磨削加工。

    该机床布局合理, 功能齐全, 具有高效率、高精度、运行稳定可靠、操作 
    

     该机床最大磨削直径3000mm , 最大加工工件长度15000mm , 最大工件重量260t 。

 

      产品的大部分参数, 突破了我国现有轧辊磨床的制造能力( 规格、承载、精度等) , 同类产品中属国内首创。本产品的研制成功填补了国家在超重型轧辊精加工装备上的空白, 对于改变我国重型机床只占领低端市场的局面、提升国产机床的技术附加值, 具有战略意义, 经济和社会效益显著。
 
 
     一、研发中的技术创新工作
 

     齐重数控在项目实施工作中, 围绕着项目目标, 通过总结我公司多年制造数控重型高精度机床的经验, 汲取国内、外先进的制造技术, 以理论计算为基础, 采用最先进的三维造型- 有限元分析为辅助设计手段, 采取联合攻关的方式开展研究工作, 突出科技攻关、技术创新及应用实践能力, 结合生产实际, 联合进行课题研究。形成以在校的年轻研究院教师、研究生为主体的工程设计转化层, 和高级研究人员所组成的技术研发层,两个层次的创新体系, 通过创新体系的有机结合,开发了具有自主知识产权的超重型精密数控轧辊磨床, 解决了超重型精密数控轧辊磨床一直依赖进口的问题, 掌握了超重型精密数控轧辊磨床关键技术问题, 打破了发达国家的垄断局面, 为国家的重点行业的发展提供了装备保障。


     通过技术创新, 研究并掌握其设计和制造关键技术, 性能达到同期国外同类产品的水平, 包括: 具有重型启动辅助电机的头架技术、带砂轮修整器的尾架技术、具有静压/ 动压复合导轨的大刀架技术、具有精细进给机构的磨头技术、具有托瓦稳定装置的辊颈托架技术、砂轮自动动平衡装置技术、特殊轧辊形状磨削工具技术、砂轮连续进给、砂轮自动靠辊、自适应辊型控制、自动砂轮重置等控制技术、轧辊在线检测技术以及整机关键环节的在线监测和状态预警等技术等, 在此基础上提出提高本类机床的可靠性和精度稳定性的具体方法, 开展相关技术规范或技术标准研究,形成若干专利技术或专有技术。

    


     该项目的成功实施, 提升了公司的大型设备研究水平, 形成相关技术规范和标准, 获得发明专利2 项, 实用新型专利7 项和企业专有技术, 形成完好的知识产权系列, 提升冶金行业宽厚板重型轧机大型轧辊及超大型回转类零件表面磨削加工设备能力。各项指标均达到国际同类产品先进水平。
 


     二、产品主要技术亮点

     本机床 长27m、宽 8.25m, 高4.3m、重达3 5 0 t, 其主要部件回转精度为0.004mm其设计与制造难度很大。我们通过项目技术研究, 解决各类技术难题, 其主要技术亮点如下:


     技术亮点1
 

     亚微米级数控中高进给机构的研制, 在静压偏心套微量进给结构的基础上, 结合更精密的传动元件、反馈元件及可靠的安全保护装置, 实现0.02x微米 的进给精度和断电的自动回退功能。


    轧辊中凸或中凹的曲率半径往往达到几百米最高档的数控系统也难以达到这种分辨能力,无法实现加工, 亚微米级数控中高给进机制的研制一举攻克了这个难题。

    此项获实脑型专利( 专利号:ZJ201120602465.9)
 

     技术亮点2
  

    具有2 6 0 t 顶卡能力的重载头架, 特殊的辅助启动装置帮助带传动实现125KN 超大输出扭矩,回转精度在0.004mm 以内。
 

    轧辊磨床要求头架具有传动平稳可靠, 内部传动振动小, 且在启动大吨位工件时扭矩足够大,实现顶卡2 6 0 t 工件, 且确保主轴刚性和回转精度达到0.004 mm
, 常规的齿轮传动无法满足上述要求, 因此采用同齿形带传动, 同时安装有辅助启动装置可承载2 6 0 t 工件, 并且在此承载条件下,保证头架主轴具有很高的回转精度。

   
 

    技术亮点3
 

    具有2 6 0 t 顶卡能力的重载尾架, 同时满足径向尺寸小且具有小于0 . 0 0 4 mm 的回转精度, 温度稳定性高等结构特点。

  

    为保证2 6 0 t 承载的主轴结构的同时, 径向尺寸不会影响小直径工件的磨削, 采用前支承点靠近尾架箱体前端面, 无悬伸受力, 同时芯轴采用了特殊的无套筒结构设计, 既加大了轴承的规格又避免了有套筒带来的传动误差, 从而保证了尾架径向尺寸小的同时具有足够的刚性, 保证主轴回转精度在0.004mm内。

   
 

    技术亮点4


    精密的在线测量装置, 研制新型测量仪结构,可实现0.5微米的测量精度。


    轧辊测量装置具有两个测量臂, 测量方式为卡规式, 测量臂下端安装有两个传感器测头, 可测量工件的轮廓、直径、圆度和圆柱度等, 测量精度0 .5微米。为装夹和上下工件方便, 两测量臂可以通过气动方式实现9 0°旋转功能, 可实现在线测量环节的数据获取、参数转换、图形绘制和具有优化数控代码编程特性的软件开发。

  
   


    技术亮点5
 

    专用的数控轧辊磨削软件系统, 能实现加工过程中在线测量数据的自动处理、自动转换、图形绘制。具有自动优化编程功能, 可实现自动校辊、自动检测、自动磨削循环功能。

 

    首次自主开发了数控轧辊磨床专用的磨削软件系统, 能实现加工过程中在线测量数据的自动处理、自动转换、图形绘制。辊形加工软件的开发为国内首台重型轧棍磨床的配套加工软件。该软件为产品提供相应的加工平台, 通过加工软件集成优化加工流程, 无需操作者手动编程, 只需要 输人加工工艺参数, 定义辊形就可实现高精度、高效率的轧辊磨削加工。

   


    三、产品现达到的技术水平
 

    目前, 国内还未有生产此纖和精度的机床,国外生产轧辊磨床的企业主要是德国的赫克里斯和济根公司。我公司轧辊棘驗术参数如下:

   

    从技术指标上看, 该超重型数控轧辊磨床的部分技术指标已达到国际同类技术领先水平, 且本项目产品的价格仅为国外问类产品的40% 。该超重型数控轧辊磨床的研制成功, 适应了国家重大装备制造业振兴发展领域的需要,一是为冶金钢铁行业宽厚板轧机配套的磨削支撑辊, 最终满足我国大型造船建材的5 m 以上宽厚板轧制;二是适应了大型船舶驱动的相关主轴加工及大型核能发电机组回转主轴的精密磨削。
 

     四、应用及效果
 

    本产品最大磨削直径3000mm, 最大加工长度15000mm, 最大工件重量2 6 0 t。主要用于加工轧机上的工作辊、中间辊以及造纸机、烘缸、橡胶、塑料、印染业中各种压辊的粗精磨削加工。砂轮具有自动平衡、连续进给、自动靠辊、自适应辊型等功能, 可完成圆弧、倒角、端面、圆柱面、圆锥面、中凸、中凹、正弦曲线以及C VC 复杂曲线的細加工’ 具有加工精度高、效率高、自动化程度高、操作安全性能高等特点。


    本产品用于冶金钢铁# 行业宽厚板轧机配套細, 主要用于賴冶金工业中轧机上的工作辊破撑辊、造纸工业中纸机上的M、橡胶工业中各种压辊、印染工业中的各种金属和非金属压辊等。对促进我国冶金、造船、飞机等行业的发展都具有重大战略意义。

     本产品现已在某公司投人使用两年,机床运行稳定可靠、精度高、易于操作、安全可靠, 为用户生产加工. 了多种种压辊类零件,加工的零件成品完全合格,部分精度都远超用户图纸尺寸的要求,满足了用户的需求。

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