用于长拔管\加热浇注系统的管模套水冷离心机的制作方法与工艺

本发明属于金属铸造技术领域，特别是涉及用于长拔管\加热浇注系统的管模套水冷离心机。

背景技术：
目前，水冷离心机的冷却方式采用水浸式和喷淋式的冷却方式，拔管装置为固定拔管，浇注系统没有加热装置。水浸式水冷离心机存在的缺点：①水温严重影响管子的质量和管模的寿命，只有一部分水起到冷却作用，水温难控制；②管模壁厚：很难调整管模中心线，需保证小管管模有一定刚度，故管模壁需要厚，这样会影响导热率和管模的寿命；③在管模外表面有蒸汽层，水体相对静止，热传导率差，影响生产率；④管模温度不易控制：不利于管模的寿命改善；⑤管模支撑轮和压轮浸在水中，轮子润滑效果差，故障率较高；⑥离心机机头半浸在水中，水会影响到机头中轴承的寿命；⑦很难调整管模中心线，特别是小管模。这种情况下，在管模旋转的过程中，易产生大的振动和噪音，影响管子的质量；⑧更换管模需要的时间长，同一种管模更换约25-45分钟，跨度较大的规格更换约4-8小时。同一种规格每一个班至少更换1次，一天更换三次，导致离心机的利用率低。喷淋式水冷离心机存在的缺点：①管模壁厚：很难调整管模中心线，需保证小管管模有一定刚度，故管模壁需要厚，这样会影响导热率和管模的寿命；②管模支撑轮和压轮被水喷淋到，轮子不易润滑，故障率较高；③离心机机头被水喷淋到，会影响到机头中轴承的寿命；④很难调整管模中心线，特别是小管模。这种情况下，在管模旋转的过程中，易产生大的振动和噪音，影响管子的质量；⑤更换管模需要的时间长，同一种管模更换约25-45分钟，跨度较大的规格更换约4-8小时。同一种规格每一个班至少换1次，一天换三次，导致离心机的有效利用率低。因为水浸式和喷淋式的水冷离心机存在故障率高、管模调整困难、设备利用率低、振动噪音大和生产率低等缺点，所以我们发明了管模套水冷离心机，对设备的结构和冷却方式彻底改变，从而解决了以上问题。

技术实现要素：
本发明为了克服现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种水温易控制、管模的寿命、生产率高、设备故障率降低、管子质量高的用于长拔管、加热浇注系统的管模套水冷离心机。本发明所采用的技术解决方案是一种用于长拔管\加热浇注系统的管模套水冷离心机，包括插口回水管道、管模套支撑旋转装置、管模、管模套旋转电机、固定支架、管模套旋转电机皮带轮、皮带、管模套皮带轮、承口进水管道、支撑元件、管模套、管模套行走装置、离心机主油缸和离心机底座；所述的管模套的一端设置有插口回水管道，管模套的另一端设置有承口进水管道；所述的管模设置在管模套内并与管模套同轴连接，所述的管模与管模套之间设置有支撑元件；所述的管模套的两端设置有管模套支撑旋转装置，所述的管模套外表面设置有管模套皮带轮，所述的管模套皮带轮通过皮带与管模套旋转电机皮带轮相连接，所述的管模套旋转电机皮带轮与管模套旋转电机相连接，所述的固定支架底部与管模套相连接，所述的管模套旋转电机设置在固定支架顶部；所述的管模套行走装置通过管模套支撑旋转装置与管模套相连接，所述的管模套行走装置的一端通过离心机主油缸与离心机底座相连接，所述的离心机主油缸设置在离心机底座内。所述的管模套支撑旋转装置包括端盖、螺栓、旋转支撑套、轴承及端盖，所述的轴承与管模套相连接，轴承两端设置有端盖，所述的端盖通过螺栓与旋转支撑套相连接。所述的支撑元件包括支座和弹簧，所述的弹簧设置在支座内。所述的管模套行走装置包括连接车体、连接座、旋转车轮和离心机主油缸，所述的连接车体底部安装旋转车轮，所述的连接车体的一端通过连接座与离心机主油缸相连接。所述的离心机还设置用于检测离心机行走距离的拉线编码器、控制器、比例伺服阀和闭环伺服放大器，所述的拉线编码器的输入端与控制器的输出端相连接，所述的比例伺服阀设置在离心机主油缸内，所述的比例伺服阀的输入端与闭环伺服放大器的输出端相连接，所述的闭环伺服放大器的输入端与控制器的输出端相连接。一种用于长拔管、加热浇注系统的管模套水冷离心机的工作过程如下：步骤1：在控制器中设定离心机各阶段行走的线速度sp2；步骤2：检测离心机行走距离的拉线编码器的脉冲数pv2传递给控制器；步骤3：控制器对sp2和pv2偏差值计算，进行PID调节；步骤4：将输出值传给闭环伺服放大器，闭环伺服放大器控制比例伺服阀的开度从而控制离心机主油缸的行走速度。与现有技术相比，本发明所具有的有益效果为：冷却理念和设备的结构为全新的，颠覆性的改变，水温严重影响管子的质量和管模的寿命，管模与管模套之间的距离可以很小，冷却水可全部用于冷却，水温易控制；②管模壁薄：有利用提高管模的寿命，同时也可以提高生产率；③在管模外表面无蒸汽层，有利于提高生产率；④容易控制管模的温度,有利于提高管模的寿命；⑤没有管模支撑轮和压轮，支撑轮和压轮也不可能浸在水中，故障率低；⑥也没有离心机机头，机头也不可能浸在水中，故障率低；⑦管模中心线不需要调整，安装快捷，更换一支管模仅需5-8分钟，若每天更换3次管模，至少每天节约60-111分钟，设备的利用率可以提高5-10%；管模套不同阶段用不同速度行走起到的使得生产出的管子管壁厚度均匀一致。附图说明图1是本发明的结构示意图；图2是本发明的管模套支撑旋转装置结构简图；图3是实施例本发明的工作流图。图中：1、插口回水管道，2、管模套支撑旋转装置，3、管模，4、管模套旋转电机，5、管模套皮带轮，6、承口进水管道，7、固定支架，8、支撑元件，9、管模套，10、管模套行走装置，11、离心机主油缸，12、离心机底座，13、皮带，14、管模套旋转电机皮带轮，15、支座，16、弹簧，17、连接车体，18、旋转车轮，19、连接座，2.1、端盖，2.2、螺栓，2.3、旋转支撑套，2.4、轴承。具体实施方式实施例1：如图1-3所示，一种用于长拔管\加热浇注系统的管模套水冷离心机，离心机控制器选用德国SiemensS7-300/400PLC可编程控制器，操作员面板选用德国SiemensHMI人机界面,HMI与PLC实现人机通讯，进行工艺参数设置、故障报警及显示。PLC可编程控制器的CPU选用6ES7300/400系列,带2个MPI/PROFIBUS-DP、PROFIBUS-DP主站接口，1个用于与HMI连接，另1个用于与从站连接。脉冲输入模块选用驱动伺服或步进电机的高时钟脉冲率的定位摸板。模拟量输出模块选用6ES7300/400系列。比例伺服阀及伺服阀的放大器均选用德国博士力士乐（BOSCH-REXROTH）的管子，BOSCH-REXROTH阀的频响高、控制精度高，其放大器在小信号范围内有高动态性能，适用闭环控制系统。包括插口回水管道1、管模套支撑旋转装置2、管模3、管模套旋转电机44、固定支架7、管模套旋转电机4皮带轮、皮带13、管模套皮带轮5、承口进水管道6、支撑元件8、管模套、管模套行走装置10、离心机主油缸11和离心机底座12；所述的管模套9的一端设置有插口回水管道1，管模套9的另一端设置有承口进水管道6；所述的管模3设置在管模套内并与管模套9同轴连接，所述的管模3与管模套9之间设置有支撑元件8；所述的管模套9的两端设置有管模套支撑旋转装置2，所述的管模套9外表面设置有管模套皮带轮5，所述的管模套皮带轮5通过皮带13与管模套旋转电机皮带轮14相连接，所述的管模套旋转电机皮带轮14与管模套旋转电机4相连接，所述的固定支架7底部与管模套9相连接，所述的管模套旋转电机4设置在固定支架7顶部；所述的管模套行走装置10通过管模套支撑旋转装置2与管模套9相连接，所述的管模套行走装置10的一端通过离心机主油缸11与离心机底座12相连接，所述的离心机主油缸11设置在离心机底座12内。所述的管模套支撑旋转装置2包括端盖2.1、螺栓2.2、旋转支撑套2.3、轴承2.4及端盖2.1，所述的轴承2.4与管模套相连接，轴承2.4两端设置有端盖2.1，所述的端盖2.1通过螺栓2.2与旋转支撑套2.3相连接。所述的支撑元件包括支座15和弹簧16，所述的弹簧16设置在支座15内。所述的管模套行走装置10包括连接车体17、连接座19、旋转车轮18和离心机主油缸11，所述的连接车体17底部安装旋转车轮18，所述的连接车体17的一端通过连接座19与离心机主油缸11相连接。这样在离心机主油缸11的驱动下，使连接车体17能够在离心机底座12上实现往复运动。所述的离心机还设置用于检测离心机行走距离的拉线编码器、控制器、比例伺服阀和闭环伺服放大器，所述的拉线编码器的输入端与控制器的输出端相连接，所述的比例伺服阀设置在离心机主油缸11内，所述的比例伺服阀的输入端与闭环伺服放大器的输出端相连接，所述的闭环伺服放大器的输入端与控制器的输出端相连接。在管模旋转阶段：管模套旋转电机4通过皮带驱动管模套皮带轮5旋转，管模套与管模通过二者间的支撑元件8固定在一起，管模套旋转，管模也跟着旋转。同时管模套是通过管模套支撑旋转装置2固定在管模套行走装置10上。由于不同规格的管子需要管模旋转速度也不同，故可通过变频器或直流调速装置控制进行调节管模的旋转速度。管模和管模套行走阶段：管模和管模套是通过管模套支撑旋转装置2固定在管模套行走装置10上，离心机主油缸11驱动管模套行走装置10，管模套行走装置10就可以在离心机底座12上进行前后移动。在离心机行走的过程中，在不同阶段和位置的运动速度不同，故采用比例伺服阀控制离心机主油缸11活塞杆的移动速度，从而控制管模和管模套行走的速度一种用于长拔管、加热浇注系统的管模套水冷离心机的工作过程如下：步骤1：在人机界面上设定离心机各阶段行走的线速度sp2，通过MPI/PROFIBUS-DP总线或以太网将数据传递给PLC控制系统的控制器，检测离心机行走距离的拉线编码器的脉冲数pv2传递给PLC的脉冲输入模块，PLC将sp2与pv2值进行偏差值计算，进行PID调节，将输出值经模拟量输出模块传给闭环伺服放大器，放大器控制比例伺服阀的开度，来控制离心机行走主油缸的行走速度。其中线速度sp2以生产DN300型管子为例；在浇铸每一支管子不同部位时，其线速度sp2的变化的如下：承口段为260-300mm/s；直管1段为280-320mm/s；直管2段为280-320mm/s；插口1段为280-320mm/s；插口2段为200-260mm/s；插口延时段为0mm/s；最后段为300-350mm/s。步骤2：检测离心机行走距离的拉线编码器的脉冲数pv2传递给控制器；步骤3：控制器对sp2和pv2偏差值计算，进行PID调节；步骤4：将输出值传给闭环伺服放大器，闭环伺服放大器控制比例伺服阀的开度从而控制离心机主油缸11的行走速度。实施例2：如图1-3所示，一种用于长拔管\加热浇注系统的管模套水冷离心机的工作过程如下：步骤1：在人机界面上设定离心机各阶段行走的线速度sp2，通过MPI/PROFIBUS-DP总线或以太网将数据传递给PLC控制系统的控制器，检测离心机行走距离的拉线编码器的脉冲数pv2传递给PLC的脉冲输入模块，PLC将sp2与pv2值进行偏差值计算，进行PID调节，将输出值经模拟量输出模块传给闭环伺服放大器，放大器控制比例伺服阀的开度，来控制离心机行走主油缸的行走速度。其中线速度sp2以生产DN100型管子为例；在浇铸每一支管子不同部位时，其线速度sp2的变化的如下：承口段为350-380mm/s；直管1段为380-420mm/s；直管2段为380-420mm/s；插口1段为380-420mm/s；插口2段为300-350mm/s；插口延时段为50-100mm/s；最后段为350-400mm/s。步骤2：检测离心机行走距离的拉线编码器的脉冲数pv2传递给控制器；步骤3：控制器对sp2和pv2偏差值计算，进行PID调节；步骤4：将输出值传给闭环伺服放大器，闭环伺服放大器控制比例伺服阀的开度从而控制离心机主油缸11的行走速度。以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等同物界定。