[发明专利]轧制变截面板簧的方法及设备

说明书

本发明涉及一种轧制金属材料的方法及设备，特别是轧制变截面板簧的方法及设备。

汽车，拖拉机等车辆的悬挂结构，传统方式均采用平板截面板簧，叠装为总成产品后作为悬挂零件（见图1）。近年来各汽车生产厂家都将这种板簧改为变截面形状，按等强度来设计，中部厚两头逐渐减薄，以达到节约钢材目的，并且成为板簧设计发展方向（见图2）。现有变截面板簧的制作，都是将原料先轧制成扁钢材，按要求长度切断后在两头分别加热，锻压成所需要的厚薄形状，但这种生产方法效率很低，且能耗大、工序多、成材率低。

本发明的目的在于克服现技术的缺陷，提供一种专门轧制变截面板簧的方法及设备。采用本发明的方法和设备，可以利用扁材热轧的热量一次完成变截面板簧的连续轧制，截面呈周期性变化，产品成材率和生产效率高。

本发明的技术解决方案如下：一种轧制变截面板簧的方法，由下述步骤组成：（a）将加热后的钢材经初、中轧机多道次轧制形成扁材，并使扁材的尺寸略大于所要轧制的变截面板簧截面的最厚尺寸;（b）将上述的扁材送入成品轧机的辊缝中;（c）成品轧机上的压下（推上）油缸由液压压下自动控制系统控制，计算机给出预定的厚度控制信号，经D/A转换后进入电液伺服阀，并控制伺服阀开口量的大小，进而驱动压下（推上）伺服油缸，油缸位移量的大小由位移传感器检测，轧件输送速度由速度传感器检测，检测信号均反馈给计算机，直到反馈信号与控制信号相等，伺服油缸保留在原位置，否则油缸的动作始终朝向减少与信号偏差的方向运动，计算机给出一条连续变化的截面曲线，自动控制系统就控制伺服压下（推上）油缸压制轧辊连续轧出相应截面的板簧;（d）在成品轧机后设置有自动切断设备，将连续的变截面板簧按需要切断，并剔除飞边和毛刺，形成板簧成品。采用上述方法的成品轧机由驱动装置、高刚度机架、上、下轧辊、压下（推上）伺服油缸、位移传感器、速度传感器、液压伺服系统和压下厚度自动控制系统组成。所述的电液伺服系统由液压泵源部分、伺服阀、蓄能器、伺服压下（推上）油缸等组成。所述的压下自动控制系统由控制计算机、伺服放大器、位移传感器、速度传感器和A/D、D/A转换器组成，所述控制计算机的运行程序可根据所要轧制板簧的规格和尺寸编写。在轧机机架上可设置两台液压伺服油缸和位移传感器，并分别作用在轧辊轴承座上。所述的电液伺服系统中设有两台电液伺服阀，并使两个伺服油缸同步动作。

本发明的变截面板簧的轧制设备与现有技术相比，由于压下（推上）油缸的升降（即压下量）由计算机和液压伺服系统控制，使通过成品轧机的轧材在长度方向上按成品要求变化薄厚，形成了轧材的周期性断面，切断后即成为变截面板簧的中间坯料，减少了二次加热和锻压的工序，又可将中间切断部分控制在最合适长度，从而提高了产品成材率和原料的利用率。本发明的轧制设备可以生产各种长度、各种厚度和各种截面要求的板簧成品，而且生产效率是原轧机的数十倍。

下面结合附图对本发明的实施例做进一步详细说明。

图1是现有技术中平板截面板簧叠装总成后的平面示意图;

图2（a）是现有技术中单个变截面板簧（已卷耳）的平面示意图;

图3（b）是图2（a）中所示的多个变截面板簧叠装总成后的平面示意图;

图3是采用本发明的轧制方法和设备轧制出的连续的变截面板簧的平面示意图，图中示出了所要截断的位置;

图4（a）本发明的轧制设备中成品轧机牌坊的结构示意图，轧机上采用的是推上油缸;

图4（b）与图4（a）的不同之处在于轧机采用的是压下油缸;

图5是本发明的轧制设备中液压压下自动控制系统的原理框图;

图6是本发明的轧制设备中的液压伺服系统原理图。

图中：成型后的轧件1;高刚度轧机机架牌坊;上轧辊3;下轧辊4;伺服油缸6（推上油缸6.1，压下油缸6.2）;位移传感器7;速度传感器8;电液伺服阀9;伺服放大器10;A/D转换器11;D/A转换器12;计算机13;蓄能器14;换向阀15;安全阀16;压力油过滤器17;电控溢流阀18;回油过滤器19;蓄能器20;安全球阀21;泵-电机装置22;油箱23。