火焰切割机的电气设计(一)讲解
[ 09-09-16 10:28:00 ] 作者：未知编辑：studa090420
论文关键词：火焰切割机火焰切割机电气控制火焰切割机PLC
论文摘要：火焰切割机是利用燃气和氧气将铸坯快速燃烧，达到切断铸坯的目的，其优点是在线设备轻，一次性投资省，适应铸坯的温度宽；缺点是切割渣不易处理，金属损耗大，但当铸坯较长时，金属损耗则较少。本次课题实际内容主要是针对火焰切割机的电气控制部分进行研究和设计，本文引用电气控制PLC原理，通过各种电气元件的选型和计算，以及PLC程序的编译，简单的介绍了该火焰切割机电气控制方面的设计过程和设计方法。火焰切割机的电气设计包括PLC、变频器、控制变压器、低压电气元件的选型以及STEP 7的程序编译。
1 绪论
1.1 连续铸钢的概念
连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。自从20世纪50年代连续铸钢技术进入工业性应用阶段后，不同类型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。20世纪70年代以后，连铸技术发展迅猛，特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统的模铸技术起到了决定性作用。
1.2 连铸比的概念
连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。
1.3 国内外连铸技术的发展
1.3.1 国外连铸技术的发展概况
20世纪50年代，连铸开始用于钢铁工业生产。连铸坯产量仅有110万t
左右，连铸比约为0.34%
20世纪60年代，弧型连铸机问世，连铸进入了稳步发展时期。年产铸坯能力达4000万t以上，连铸比达5.6%。
20世纪70年代，世界范围的两次能源危机促进了连铸技术大发展，连铸进入了迅猛发展时期。铸坯产量已逾2亿t，连铸比上升为25。8%。
20世纪80年代，连铸进入完全成熟的全盛时期。世界连铸比由1981年的33。8%上升到1990年的64。1%。连铸技术的进步主要表现在对铸坯质量设计
和质量控制方面达到了一个新水平。
20世纪90年代以来，近终形连铸受到了实际各过的普遍关注，近终形薄
板坯连铸与连扎相结合，形成紧凑式短流程，其发展速度之快，非人们所料及。
1.3.2 我国连铸发展概况
近几年,我国连铸发展很快。除海南、西藏和宁夏，都有了连铸。2000年，连铸坯产量达到11450万吨，突破一亿吨，位居各国之首。连铸比88.08%,超过了世界连铸比的平均数87.2%。从1996~2000年的五年，连铸坯的产量增
加7017万吨，平均年增1403万吨，连铸比比1995（46.48%）增长41.6个百
分点 ,平均年增8.32个百分点.这个增速在世界上也是罕见的.2000年,全连铸单位达到130个占有连铸单位的总数165个的78.8%(没有连铸的单位仅12个);高效和较高效连铸机占连铸机总数339台的约50%.在品种质量方面,可以说除
个别品种外都能生产并满足质量要求。
进入新世纪,连铸生产发展更快.2001年连铸坯产量达13820万吨,连铸比
达92.8%,比2000年猛增2370万吨,增长21%,连铸比增长4.72个百分点。
2002年预计将产连铸坯16500万吨连铸比将达94%左右,全连铸单位将达157个,占当前有连铸的单位总数175的89.7%.2002年预计将新增连铸机60台200流,产能3500万吨以上.到2002年在线连铸机将达444台,产能共19450万吨.预计到2005年连铸机产能将达23500万吨,产量将达21000万吨,连铸比将达97%.现在新建的钢长起步都是全连铸,新建的连铸机基本上都是高效的,而且达产很快。
1.4 今后我国连铸发展要求
1.提高品质.国内市场所需的品种应能自己生产并保证质量,充分满足市场要求,并有利于扩大出口。
2.提高效率.还有近半数的连铸机需要进行高效化改造,已改造的效率需进一步提高,新建连铸机必须高效化且一步到位,提高近终型连铸的比率,进一步提高效率。
3.提高连铸比.尤其是提高特钢连铸比, 进一步发展全连铸.目前,影响我国连铸比的主要是几个大的钢铁企业和一批老的特钢企业，包钢和攀钢可望于2003或2004年实现全连铸,宝钢可望于2006年实现全连铸,太钢也正在努力。
4.流程最佳化．炉外精炼、铸坯热装、连轧成材，连铸是中间环节和中心环节，力求匹配、衔接最佳化，使之充分发挥炼钢及轧钢的能力，缩短工艺流程，降低各项消耗，提高劳动生产率，增加经济效益。
1.5 连铸机的组成
连铸机主要由钢包运载装置、中间包、中间包运载装置、结晶器、结晶器振动装置、二次冷却装置、拉坯矫直机、引锭装置、切割装置和铸坯运出装置等部分组成。
弧形连铸机
1-钢包转台; 2-中间罐; 3-结晶器; 4-二次冷却及导向装置; 5-结晶器振动装置
6-拉矫机; 7-引锭存放装置; 8-切割装置; 9-铸坯运出装置
1.6 弧形连铸机的生产流程
连续浇注时，钢水罐中的钢液经过中间罐注入水冷铜板结晶器内，结晶器的底部由引锭头承托，使引锭头与结晶器壁密封后便可开始浇注。注入结晶器的钢水受到水冷铜模的强烈冷却，迅速成为具有一定厚度坯壳的铸坯。当钢液浇至规定高度时，开动拉矫机，拉锟夹住引锭杆以一定速度把铸坯连续拉出结晶器。为了防止铸坯坯壳被拉断，并减少结晶器内的拉坯阻力，在浇注过程中，结晶器始终要进行往复振动。铸坯拉出结晶器以后，进入二次喷水冷却区，直到完全凝固。当铸坯拉出拉矫机后，脱去引锭装置，铸坯经过矫直，再经过割机切成定尺长度，由输送锟道运走，这一整个过程是连续进行的。
铸坯切割装置处于整个连铸装置的末端，也是整个连铸流程的结尾部分，负责把连铸坯按照轧钢机的要求切割成定尺或倍尺长度。铸坯是在连续运行中完成切割，因此切割装置必须与铸坯同步运动。
1.7切割设备的技术要求
1．把被矫直的铸坯，按要求切割成一定长度。
2．铸坯切口应与铸坯长度方向垂直，切面平整，切头不应有大于原铸坯断面的变形。
3．切割能力应适应铸坯温度的变化。
1.8切割设备的类型及特点
1.8.1 种类
小方坯连铸机采用的切割设备种类较多，有电动机械剪，液压剪，火焰切割机等。
1.8.2火焰切割机原理
火焰切割机是利用燃气和氧气将铸坯快速燃烧，达到切断铸坯的目的，其优点是在线设备轻，一次性投资省，适应铸坯的温度宽；缺点是切割渣不易处理，金属损耗大，但当铸坯定尺较长时，金属损耗则较少，因而目前有些中、小企业又趋向建火焰切割机。
1.8.3 火焰切割机的种类
火焰切割机用于小方坯铸机的机型目前有三种：其一自动化程度较高，投资也较大的为全自动化的火焰切割机，切割枪的摆动，切割小车的随动及返回，以及自动计数定尺，都由微机控制。电动或气压做动力源。
另两种近来较流行的经济型的火焰切割机：一种称无动力型火焰切割机，另一种称夹坯型火焰切割机。
（1）无动力型火焰切割机
这种火焰切割机不同于全自动的火焰切割机，除切割小车返回使用液压缸外，其余全无动力源，是靠铸坯带动产生各种动作，当撞头落在锟道线上，铸坯运行一个定尺长度至撞头处，则顶动撞头并带着切割小车前进，切割小车上装切割枪，切割枪的摆动运动来源于摆动机构上有一个导轮，当切割小车被铸坯带动
前进时，此导轮将沿着一个固定的靠模曲线前进，因曲线的起伏使导轮带动切割枪，产生切割摆动运动。定尺撞头的上部装在定尺导杆上，由于定尺不同，撞头在定尺导杆上的位置可以通过调节装置进行调节，导杆的末端有释放导模，当撞头走到导杆末端时，完成尺切割后，撞头将因导模的作用，自动释放抬起。则被切断的铸坯经锟道送出。撞头及切割小车又被液压缸带动返回原处，而撞头落下成等待位置，全部切割过程结束。
该切割机的动力来源是铸坯，铸坯不顶到撞头，则切割小车不会行走，切割枪不会摆动，无法进行切割，显然该机不能进行非定尺的切割，如切头、切尾，或事故切割，这是该机的最大弱点。
（2）夹坯型火焰切割机
为了克服上述切割机的缺点，一种新型的切割机对随动运动作了改进，不用被动的顶坯方式，而改为主动的夹坯随动方式，并用汽缸作动力，解决了不能切头、切尾的问题。
夹坯型火焰切割机，切割机前设置里夹坯锟，夹坯夹头，火焰切割枪的摆动仍是由摆动机构和靠模完成，切割小车返回用液压缸或用气动马达，夹坯夹头杠杆通过转轴，靠汽缸传动，产生夹紧或放松的动作，而气缸的进排气则由工人遥控，或由定尺装置发出信号，显然该机应另配备定尺发信号装置。目前小方坯连铸机采用这种带有主动夹坯机构的火焰切割机日渐增多。
1.8.4 切割枪
割炬又称为切割枪，是火焰切割机的重要部件。切割枪是由枪体和切割嘴组成。而切割嘴是它的核心部件。
外混式切割枪，它形成的火焰焰心为白色长线状，切割嘴可距铸坯50～100mm内切割；外混式切割枪具有铸坯热清理效率高，切缝小，切割枪寿命长等优点。切割枪是用铜合金制造，并通水冷却。
一般当铸坯宽度小于600mm时，用单枪切割；宽度大于600mm的铸坯，用双枪切割。但要求两支切割枪在同一条直线上移动，以防切缝不齐。切割时割枪应能横向运动和升降运动。当铸坯宽大于300mm时，切割枪可以平移，见图a，当坯宽小于300mm时，割枪可做平移或扇形运动，见图b，割枪的扇形运动的一个优点是切割先从铸坯角部开始，使角部得到预热有利于缩短切割时间，同时在板坯切割时先做约5°的扇形运动，割枪转到垂直位置后，再做快速平移运动，见图C。
图1.2 割枪运动
1.8.5 铸坯自动定尺装置
锟子通过气缸与铸坯接触，铸坯带动锟子转动并发出脉冲信号，由计数器按定尺发出信号开始切割。
1.9 切割机的选用
火焰切割机，在线设备简单,一次性投资低，切头比较平整，不受铸坯温度的限制，但金属损耗高,有烟尘和切割渣的污染，需要增加额外的投资。这里选用了夹坯型火焰切割机。
图1.3 火焰切割装置
图1.4 夹钳式同步机构简图
1.10 课题关键问题及难点
这次课题关键问题及主要难点有：
1.工作环境温度高,零部件的选用与保护。
2.变频器的参数设置。
3. 电气元件的选用。
4．火焰切割机机械部件与PLC控制系统的搭配。
5.电气图主要技术参数的计算。
6.STEP 7的编程。
2 火焰切割机机械控制
2．1 切割机机架
由轨道和轨道梁、走行和检查平台、横梁和立柱、能介管道和电缆等组成。
1．轨道采用高架形式，每流两根。安装轨道的轨道梁断面为“日”字形，内部通有冷却水，火切机轨道梁公用一个大机架。
2．行和检修平台。平台盖板上部为钢制花纹板，下部为钢板。
3．分布在铸流两侧，为了保证切割操作工有良好的操作视线，横梁采用下置式安放。
4．机能介管道和电缆设置在远离拉矫机一侧，如配置测量辊装置空气管和电缆设置靠拉矫机一侧。
2．2 车体
由下箱体、安装板、上箱体、箱盖和前箱体组成。
1．箱体和上箱体是一个箱形双壁构件，通有冷水，可保护安装在其中的各部件，防止机下铸流热辐射的损害。
2．安装板在上、下箱体之间，火切机的各部件都装在此板上。
3．箱盖在上箱体上方，是一可折的轻型盖子，便于安装和维修。
4．前箱体是单壁箱体，用来保护切割枪、夹钳装置。
2．3 传动装置
两传动火焰切割机的传动装置由三相交流电机、两极蜗轮减速器、齿轮传动副、切割车行走和割枪驱动等部件组成。
1．电机：火焰切割机上，采用8极交流电机加变频器调速，使割枪在起切速度时，电机不会在低频带工作。
2．减速器组件：火焰切割机的减速器是本厂自制件，有两极蜗轮减速。在第一级蜗轮出轴上，装有开式传动齿轮，与带有电磁离合器（A）。在第二级蜗轮出轴上装有电磁离合器（B）。
3．切割车行走：切割车行走由传动部件与车轮组成，车轮安装在水冷箱体两侧，前端两个从动轮，后端两个主动轮，一侧车轮为槽型导向轮，另一侧车轮为平轮。传动部分安装在水冷箱体的中部，通过小车传动电机，带动自动车轮，来完成切割机到沪运动。
4．割枪驱动：火焰切割机的割枪驱动由割枪传动电机来控制。
2．4 同步机构
火焰切割机的同步机构由带阀气缸、上夹臂、旋转轴和夹钳组成，气缸安装在水冷箱体内，通过电磁阀的换向带动上夹臂，再由旋转轴带动安装在前箱体的通有冷却水的夹钳作夹紧和松开动作,来实现对铸坯的夹紧和切割机的同步运行。
工作程序:待机时,电磁阀失电,夹紧松开,处于极限待机位置(最大开口)。当铸坯运行到切割定尺时，气缸换向阀得电，气缸使夹钳夹紧铸坯，同时切割车传动电机失电，切割车即随铸坯同步运行。当切割完毕时，气缸换向阀失电，夹钳松开，气缸缩回至极限待机位置，夹紧极限位置接近开关发讯，机器处于待机位置。
2．5 边缘探测装置
方坯火焰切割机在边缘探测方面作了很大改进。割枪对铸坯边缘的定位是通过夹钳对铸坯的夹紧将割枪边缘（不同的铸坯需要调整在夹紧时夹钳和割枪的相对位置，这样解决了铸坯跑偏时，割枪的预热点偏差大的问题。
工作原理：待机时，切割机传动电机均失电，割枪停留在原位。当铸坯运行到切割定尺时，气缸换向阀得电。夹钳带动割枪，迅速达到铸坯边缘位置，对铸坯进行预热。
2．6 管路
由车间氧气、燃气、压缩空气、冷却水等管道供应的各种介质经过能源介质箱后，通过机外配管、机内配管送到机上各使用点。
1.路。氧气进入能源介质箱，在箱内经过滤器后分成割枪预热氧、切割氧二路，分别减压至设定压力，由电磁阀控制出能源介质箱后，经硬管送至拖链上的软管再接到主、副割枪上，高温区割枪的连接采用不锈钢波纹软管，预热氧管道进入割枪前装有氧气回火防止器。
2.燃气管路。燃气进入能源介质箱，在箱内经过滤器并减压至设定压力，由电磁阀控制出能源介质箱后，经硬管送至拖链上的软管再接到主、副割枪上，高温区割枪的连接采用不锈钢波纹软管。燃气进入割枪前需装有回火防止器。
3.压缩空气灌录。压缩空气进入能源介质箱在箱内经气源三联件（过滤、减压、油雾器）以设定压力出能源介质箱，经硬管送至拖链上的软管后进入机内配管，由换向阀控制进入同步气缸，使夹钳作夹紧与放开动作。
火焰切割机的冷却水进、出水管路如下：
SHAPE \* MERGEFORMAT
图 2.1 冷却水进、出水管路示意图
冷却水经机外硬配管、拖链软管引上切割机后，分两路进入割枪、上箱体下箱体和夹钳，然后进入拖链回水管，最后通过机外硬配管系统排放。
另一路由电磁换向阀控制进入长度测量装置气缸，使测量辊作靠拢铸坯与脱离铸坯动作。
2．7 切割车行程控制
切割车行程控制由接近开关与感应片组成。接近开关装在切割机上箱体的水套中，以防在高温状态下的失灵，感应片焊接在机架上。
2．8 长度测量装置
1. 度测量装置为一由气缸推动可摆动的空心轴，空心轴上装有一个表面经特殊硬化处理的测量轮，其摆动支撑座安装在切割机机架上。铸坯到达测量点之前，空心轴应摆动至上位。当上位机发出铸坯到位信号后，气缸推动其摆动至下位，测量轮与铸坯侧面接触，铸坯靠摩擦力通过测量轮带动空心轴旋转。在空心轴上端通过一对开式齿轮传动副连接一个增量式光电编码器。测量轮的周长与脉冲发生器的每转脉冲数是匹配的，通过光电编码器将测量数据反馈到PLC中去。冷却水流经测量轮、空心轴后排出。
2.产度测量装置也可以配置红外线热金属探测器，探测器每流一套安装在长度测量机架上，探测器需要一路压缩空气、冷却水出口和出口管路。
3.度测量装置也可选用DC24VP碰锤，碰锤每流一套安装在测量机架上，并与机架绝缘。
2．9 能源介质控制箱
2．9.1 概述
能源介质控制箱的功能是将用户管道来的各种不同压力的能源介质调整到火焰切割机正常切割所需的工作压力。
本厂提供的能源介质控制箱具有这样的特点：在进口压力波动较大，切割所需的气源流量也很大的情况下，通过具有先进水平的减压阀的调压，使出口气压控制在正常切割所需的工作压力，并持续稳定地供应各种气源。
安装位置：一般安放在离火焰切割机切割区域不太远（10米以内）的两侧。这样既可以使火焰切割机的现场配管长度比较合理，又便于在进行压力调整的时候，操作工可看清割枪的火焰。
结构形式：为立式箱形结构。箱体的前后均可开门，便于维修。箱体的一侧配有电气端子箱（地上接线端子箱），将切割机上所有电控元器件和能源介质箱内电磁阀的接线电缆连接到此端子箱。
2．9.2 简介
（1）箱体。为立式箱形结构。所有的控制元器件及联接管路均可安装在该箱体内，箱体下部为能源介质的进口，上部为能源介质的出口。如用户特殊需要，也可进、出口换向设计。箱体的前后均为双开门，便于维修。箱体的一侧配有一个电气端子箱（地上接线端子箱），将切割机上所有电控元器件和能源介质箱内电磁阀的电缆连接到此端子箱。
（2）阀门类。共有六种类型。
1. 安装在能介箱内各进气总管和分路管道上的球阀。其总管所用型号为
Q11F-16TG2；分管所用型号为Q11F-16TG3/4。
2. 安装在燃气总管上的止回阀。型号为MF，其功能一是防止燃气回火，二是过滤气体种的杂质。
3. 安装在氧气和燃气分管上的减压阀。切割氧减压阀型号为MD200；预热氧减压阀型号为RE25-HG；燃气减压阀型号为RE4PM-G。
4. 安装在氧气和燃气分管上，控制每一路气源开、关的二位二通电磁阀（德国进口件）。
5. 安装在预热氧管和燃气管旁路上的气体调节阀。其型号为DP5。
6. 安装在压缩空气管路上的三联件气源处理装置。其型号为399．293。
（3）管路。分为进气总管和各供气分管。
各种介质的进气总管各一根。其中在氧气和燃气总管上装有过滤器和压力表。
氧气总管在箱体内分成预热氧和切割氧两路然后根据该箱体控制切割枪的数量再分成相应的十路分管。
在每一路预热氧分管上，装有Q11F-16TG3/4球阀、MD200氧气减压阀和二位二通电磁阀。
在每一路预热氧分管上，装有Q11F-16TG3/4球阀、RE25-HG预热氧减压阀和二位二通电磁阀，在电磁阀的下部配有一旁路，上装有DP5气体调节阀，供调节割枪点火火焰之用。
燃气总管在箱体内根据该箱体控制切割枪的数量分成相应的五路分管。
在每一路燃气分管上，装有Q11F-16TG3/4球阀，RE4PM-G燃气减压阀和二位二通电磁阀，在电磁阀的下部也配有一旁路，上装有DP5气体调节阀，供调节割枪点火火焰之用。
2.10 技术参数
3 电气控制的设计
火焰切割机电气设计要求包括六流火焰切割机的供配电设计，传动设计和控制操作功能设计。
3.1 电气控制工艺要求
3.1.1 控制设备
火机行走传动电机（～380V交流变频控制快慢调速，0.37KW）另带DC24V 失电制动器、火切机割枪摆动传动电机（～380V交流变频控制快慢调速，
0.25KW）、同步夹紧臂电磁阀、预热氧电磁阀、切割氧电磁阀、燃气电磁阀、小车行程开关（原位、前位、PNP二线制）、切枪限位接近开关（原位、终位、PNP二线制）、夹紧臂原位限位开关（PNP二线制）。
3.1.2 操作控制
（1）手动位
小车前进：传动电机制动器释放→火切机传动电机正转→小车前进指示灯亮→ 碰到小车前位限位→ 火切机传动电机停转、小车前进指示灯灭。
小车后退：传动电机制动器释放→火切机传动电机反转→小车后退指示灯亮→ 碰到小车原位限位→ 火切机传动电机停转→小车后退指示灯灭,小车停止运行。
小车停止：火切机传动电机停止。
切割枪快进（切割速进）：火切机传动电机快速（以切割速度前进，调节操作台上的调速电位器改变切割速度）运转→切割枪快进（切割速进）指示灯亮→ 碰到割枪终位限位→ 火切机传动电机停转，切割枪快进（切割速进）指示灯灭。
切割枪停止：火切机传动电机停转，割枪停止运行。
切割枪退回：传动电机反转。
切割枪夹紧：切枪夹紧臂电磁阀得电，切割枪夹紧指示灯亮。
切割枪松开：切枪夹紧臂电磁阀失电，切割枪夹紧指示灯灭。
预热火焰开：预热氧电磁阀得电，燃气电磁阀得电，预热火焰开指示灯亮。
预热火焰关：预热氧电磁阀失电，燃气电磁阀失电，预热关火焰关指示灯亮。
切割火焰开：切割氧电磁阀得电，燃气电磁阀得电，切割火焰开指示灯亮。
切割火焰关：切割氧电磁阀失电，燃气电磁阀失电，切割火焰关指示灯亮。
（2）自动位
定尺装置发出切割指令或手动切割指令→ 切枪夹紧臂电磁阀得电、切割枪夹紧，预热氧电磁阀得电、燃气电磁阀得电，预热火焰打开→ 经延时6秒→ 切割氧电磁阀得电（切割火焰打开，割枪传动电机以切割速度正转（调节操作台上的调速电位器改变切割速度）），切割枪向前运行。碰到割枪终位限位→ 切枪夹紧电磁阀失电（切割枪松开）割枪传动电机停转、切割氧电磁阀失电、预热氧电磁阀失电、燃气电磁阀失电（切割火焰关闭）→ 割枪传动电机反转、割枪返回原位→ 经延时3秒→小车传动电机快速反转，小车向后退行→ 碰到小车原位限位→小车传动电机停转、小车停止运行。
3.1.3 电气设计中应注意的问题
（1）尽量减少电气线路的电源种类。
（2）尽量减少电气元件的品种、规格、数量。
（3）合理安排触点位置。
（4）尽可能减少通电电器的数量。
（5）正确联接电路的线圈。
（6）防止出现寄生电路。
（7）设计控制电路时应考虑各种连锁关系以及电气系统中具有的各种电气保护措施，如过载、短路、欠压零压、限位超程保护等。同时还要考虑信号指示，故障检测及报警等。
3.2 电气传动方式的选择
电气传动形式的选择是电气设计的主要内容之一，也是以后各部分设计内容的基础和先决条件。一个电气传动系统一般由电动机、电源装置及控制装置三部分组成，电源装置和控制装置紧密相关，一般放在一起考虑，三部分各自
有多种设备或线路可供选择，设计时应根据生产机械的负载特性、工艺要求及环境条件和工程技术条件选择电气传动方案。它是由工程技术条件来确定的。
在交流电动机能满足生产需要的场合都应采用交流电动机。具体应考虑以下几点。
（1）需调速的机械，包括长期工作制、短时工作制和重复短时工作制机械，应采用交流电动机。仅在某些操作特别频繁、交流电动机在发热和制动特性不能满足要求时，才考虑直流电动机，只需几级固定速度的机械可采用多速交流电动机。
（2）需要调速的机械，宜采用交流电动机。目前交流调速装置的性能、转矩响应时间与成本已能和直流调速装置竞争，越来越多的直流调速应用领域已采用通用变频器控制。
（3）在环境恶劣场合，例如高温、多尘、多水气、易燃、易爆等场合，宜采用交流电动机。
（4）电动机的结构型式应当适应机械结构的要求，再考虑到现场环境、可选用防护式、封闭式、防腐式、防爆式以及变频器专用电动机等结构型式。
3.2.1 电动机的启动
直接启动
直接起动就是直接加额定电压起动，也叫全压起动。这是一种简单的起动方法，不需要复杂的起动设备，但起动电流大，一般可达额定电流的4～7倍。所以只适用于小容量电动机的起动。
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这里所指的“小容量”，不仅取决于电动机本身容量的大小，而且还与供电电源的容量有关。电源容量越大允许直接起动的电动机容量也就越大。电源允许的起动电流倍数可用下面的经验公式估算
Ist/IN=3/4+电源总容量（KVA）/4电动机容量（KW）
式中：Ist为电源允许的起动电流；IN为电动机定子额定电流。
只有当电动机的起动电流倍数小于或等于电源允许的起动电流倍数时，才允许采用直接起动的方法。
3.2.2 电动机的制动
当电动机定子饶组断电后，由于惯性作用，电动机不能马上停止运转。而很多生产机械，如起吊重物的行车，机床上需要迅速停车、准确定位的机构
等，都要求电动机断电后立即停转。这就要求对电动机进行制动，强迫其立即停车。常用的制动方式有机械制动和电气制动。
（1）机械制动
所谓机械制动就是利用机械装置使电动机断电后立即停转。目前使用较多的机械制动装置是电磁抱闸，它的主要工作部分是电磁铁和闸瓦制动器。电磁铁由电磁线圈、静铁心、衔铁组成；闸瓦制动器由闸瓦、闸轮、弹簧、杠杆等组成。其中闸轮与电动机转轴相连，闸瓦对闸轮制动力矩的大小可通过调整弹簧弹力来改变。
采用电磁抱闸制动的优点是通电时制动装置松开，断电时它能起制动作用，适用于要求断电时能进行制动的生产机械和其他机械装置。
（2）电气制动
所谓电气制动，就是电动机需要制动时，通过电路的转换或改变供电条件使其产生与实际运转方向相反的电磁转矩—制动力矩，迫使电动机迅速停止转动的制动方式。
3.2.3 电动机的选择
小车因为对起动制动位置精度要求较高，固选用带有机械制动器的电动机。割枪选用电气制动。
表3-1 交流电动机的电流计算公式
注：（1）计算公式中，如无功率因数cosφ,效率η的数据时；单像电动机均以0.75计算；三相电动机以0.85计算。
（2）电动机功率如以马力HP表示时，与千瓦KW的折算关系为：
1HP=0.746KW。
3.2.4 电动机电流的估算
Y802-8：
0.25KW×2=0.5 A
YEJ7124：
0.37KW×2=0.74A
表3-2电动机参数
3.3 电动机的调速控制
异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的，在调速中从高速到低速都可以保持较小的转差率，因而消耗转差功率小，效率高。可以认为，变频调速是异步电动机的唯一最为合理的调速方法。随着电力电子技术和微机应用的不断发展，能够提供一种合乎异步电动机调速要求的变频电源装置，与结构简单的异步电动机组成调速系统，在调速性能上已能和直流电动机调速系统相媲美。
3.3.1变频调速的基本控制方式
异步电动机的同步转速，即旋转磁场的转速为
式中编辑：studa090420
这里所指的“小容量”，不仅取决于电动机本身容量的大小，而且还与供电电源的容量有关。电源容量越大允许直接起动的电动机容量也就越大。电源允许的起动电流倍数可用下面的经验公式估算
Ist/IN=3/4+电源总容量（KVA）/4电动机容量（KW）
式中：Ist为电源允许的起动电流；IN为电动机定子额定电流。
只有当电动机的起动电流倍数小于或等于电源允许的起动电流倍数时，才允许采用直接起动的方法。
3.2.2 电动机的制动
当电动机定子饶组断电后，由于惯性作用，电动机不能马上停止运转。而很多生产机械，如起吊重物的行车，机床上需要迅速停车、准确定位的机构等，都要求电动机断电后立即停转。这就要求对电动机进行制动，强迫其立即停车。常用的制动方式有机械制动和电气制动。
（1）机械制动
所谓机械制动就是利用机械装置使电动机断电后立即停转。目前使用较多的机械制动装置是电磁抱闸，它的主要工作部分是电磁铁和闸瓦制动器。电磁铁由电磁线圈、静铁心、衔铁组成；闸瓦制动器由闸瓦、闸轮、弹簧、杠杆等组成。其中闸轮与电动机转轴相连，闸瓦对闸轮制动力矩的大小可通过调整弹簧弹力来改变。
采用电磁抱闸制动的优点是通电时制动装置松开，断电时它能起制动作用，适用于要求断电时能进行制动的生产机械和其他机械装置。
（2）电气制动
所谓电气制动，就是电动机需要制动时，通过电路的转换或改变供电条件使其产生与实际运转方向相反的电磁转矩—制动力矩，迫使电动机迅速停止转动的制动方式。
3.2.3 电动机的选择
小车因为对起动制动位置精度要求较高，固选用带有机械制动器的电动机。割枪选用电气制动。
表3-1 交流电动机的电流计算公式
注：（1）计算公式中，如无功率因数cosφ,效率η的数据时；单像电动机均以0.75计算；三相电动机以0.85计算。
（2）电动机功率如以马力HP表示时，与千瓦KW的折算关系为：
1HP=0.746KW。
3.2.4 电动机电流的估算
Y802-8：
0.25KW×2=0.5 A
YEJ7124：
0.37KW×2=0.74A
表3-2电动机参数
3.3 电动机的调速控制
异步电动机的变频调速是通过改变定子供电频率来改变同步转速而实现调速的，在调速中从高速到低速都可以保持较小的转差率，因而消耗转差功率小，效率高。可以认为，变频调速是异步电动机的唯一最为合理的调速方法。随着电力电子技术和微机应用的不断发展，能够提供一种合乎异步电动机调速要求的变频电源装置，与结构简单的异步电动机组成调速系统，在调速性能上已能和直流电动机调速系统相媲美。
3.3.1变频调速的基本控制方式
异步电动机的同步转速，即旋转磁场的转速为
式中
火焰切割机技术协议
舞钢公司二炼钢新线二期宽厚板坯连铸机一次/二次自动火焰切割机 技术协议书 合同附件一 舞阳钢铁责任有限公司 上海新中冶金设备厂 二零零七年十一月
目录 一、设计参数 1 二、设备技术性能、参数和供货范围 2 1、修改要点 2 2、主要性能、参数 2 3、能介参数 3 4、机器工作 3 5、机器电控 4 6、供货范围及设备交接点 5 三、资料交付及设计审查 9 四、技术专有权保护 9 五、培训和技术服务10 1、培训10 2、技术服务10 六、质量标准10 1、设计、制造质量标准10 2、验收质量标准10 3、质保期11 七、性能指标11 八、排除事项11 1、切割质量方面11 2、定尺精度方面11 3、质保期方面12 九、双方责任12 十、其它13
舞阳钢铁责任有限公司（以下简称甲方）与上海新中冶金设备厂（以下简称乙方）就设计、制造舞钢第二炼钢厂新线二期宽厚板坯连铸机一次、二次自动火焰切割机供货的有关技术问题，进行了充分研讨，经双方反复协商，达成协议如下： 一、设计参数： 1、铸机流数：一机一流 2、浇铸钢种： X65、X70、WDB620、WH70； D、E、DH32、EH32、EH36、DH36、STE460、A709、WH60、Q345E、 Q345E、Q420、Q460、16MnR、SM490、SM570； 35#～55#、S45C～S55C；15CrMoV、12CrMoV;MN360；P20； 3、切割铸坯温度：一切＞700℃ 二切＞400℃ 4、铸坯断面规格及拉速：
5、切割定尺：（m）一切 4.0～9.0 二切 2.0～4.5 二、设备技术性能、参数和供货范围： 1、修改要点： 在甲方现用火焰切割机的基础上，乙方将作如下改进： （1）车架。新线二期火焰切割机的车架采用宽体设计，即将四个车轮安装在车架底部，而不是原来的车架前后端，这样在保证切割机总体宽度基本不变（以满足公路运输的需求）的情况下，轮距减小了300 mm ，而车体宽度反而加大了260 mm 。既增加了机修工上机维修的行走空间，又抬高了车架下部距离铸坯上平面的高度尺寸。 （2）切割机上所有紧固螺栓，采用不锈钢材质。 （3）割枪小车下导轨防热水槽，采用不锈钢材质，并加配加强筋，以增强水槽刚度。 （4）回水栏杆底角螺栓，采用不锈钢材质，并加大规格。 （5）粒化水电磁阀，德国GSR公司的粒化水气控阀。 （6）将割枪小车下导轮的轴承改为自润滑轴承。 （7）将割枪小车跟踪接近开关由原来的每台一个，增加为每台两个，提高跟踪计数精度，以实现切割不同坯宽时的不同原位随意调整。 （8）在切割机总进水管路上，增配弹簧式安全阀，用于切割机冷却水的水压控制。当进水压力大于0.8 MPa 时，该阀自动打开，将超压水流从旁路卸压。 2、主要性能、参数： 切割参数：铸坯规格 200/250/300×1300～2500 mm 铸坯温度一切＞800 ℃ 二切＞400 ℃
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本科毕业设计 多功能大型数控火焰切割机设计
摘要 本课题对数控火焰切割机进行设计，根据需要该火焰切割机整体结构设计为大型龙门桥式结构。该切割机主要用于工程机械制造。 首先，本文通过对火焰切割技术及数控火焰切割机在国内外的研究现状的分析，根据数控火焰切割机的技术指标对火焰切割机的总体结构进行了设计，其整体采用龙门桥式结构，对驱动装置进行分析并设计该驱动装置采用步进电动机，X，Y两个方向进给的开环控制系统。其次对其横梁、传动件导轨及其他零部件进行设计与校核。并通过对数控CNC系统进行分析进行软硬件部分及控制面板的设计。确定其微机数控系统采用MCS-51 系列中的8051 单片机为控制微机。对软件部分插补流程进行介绍。最后，为了加工制造的方便还绘制了切割机的导轨传动图、数控火焰切割机控制组成框图、硬件组成框图、系统程序流程图、插补程序流程图、制面板图和火焰切割机的总装图。 关键词：单片机控制 , 数控焰切割机 , 龙门式 , 结构、微机设计 I
ABSTRACT This topic was carried out on the CNC flame cutting machine is designed, according to need the flame cutting machine overall structure design for large gantry bridge type structure. The cutting machine is mainly used in construction machinery manufacturing. First of all, this article through to the CNC flame cutting machine flame cutting technology and the domestic and foreign research present situation analysis, according to the numerical control flame cutting machine of the technical indicators to design the overall structure of the flame cutting machine, the overall structure of longmen bridge type, design analyze the driving gear and the driving device adopts stepper motor, the X, Y, two directions into to open loop control system. Secondly on the beams, columns, a guide rail and other transmission parts to carry on the design and checking. And through the analysis of nc CNC system for the design of hardware and software part and the control panel. Determine the microcomputer numerical control system adopts the 8051 single chip microcomputer MCS - 51 series microcomputer to control. Part of software interpolation process is introduced. Finally, to processing and manufacturing of convenient also mapped the cutter of guide rail transmission diagram, control composition block diagram of the CNC flame cutting machine, hardware block diagram, system program flow chart, interpolation panel diagram and program flow chart, system assembly diagram of the flame cutting machine. Keywords: single chip microcomputer control, CNC flame cutting machine, gantry type, structure, design of microcomputer II
数控火焰切割机应用
数控火焰切割机应用 朱建新李景峰 纯碱公司制修车间 摘要：通过引进先进的板材切割设备，提高了生产效率，取得了较好的使用效果，掌握了先进的板材下料技术，对数控机床有了初步了解。 关键词：板材切割数控火焰切割机故障处理数控机床 板材切割是焊接成品加工过程中的首要步骤，也是保证焊接质量的重要工序。作为机械加工的首道工序，板材切割应用也很广泛。利用先进的现代切割技术，不但可以保证产品的焊接质量，提高劳动生产率，同时也使得企业产品的制造成本大幅度下降，缩短产品生产周期。随着新产品、新工艺、新技术的广泛运用。智能化精密切割将成为切割行业今后发展的趋势。制修车间于2011年引进一套HBD-LM4000数控火焰切割机用于板材下料，取得了较好的使用效果，现将一些使用心得与大家交流。 1 设备简介 1.1主要用途与适用范围 数控火焰切割机是一种将电脑控制、精密机械传动、氧、燃气切割三者技术相结合的高效率、高精度、高可靠的热切割设备。数控火焰切割机是专门用于金属板材下料的数控设备，如果再配用等离子切割装置，能实现对各种金属材料按任意图形下料，切割割口粗糙度可达Ra12.5，切割后的割口面一般情况下不需要进行表面加工，具有自动化程度高、使用方便、精度好、可靠性强等优点，广泛适用于各种机械制造业中金属板材的下料切割。 1.2产品性能优势 1.2.1 不需编程 标配专用汉化图形转换软件，可将CAD图形直接转换成切割加工代码，配U盘接口。CAD设计图形经软件转化，存入U盘可以直接接入切割机控制系统实现图形切割，完全不需手工编程。当然，简单图形可以在现场直接输入。 1.2.2 操作维护傻瓜型 标配工业液晶显示屏，整个系统全中文操作。操作系统软件随时提示各项操作
水刀切割机厂家大全
水刀切割机厂家 内容来源网络，由“深圳机械展（11万㎡，1100多家展商，超10万观众）”收集整理！更多cnc加工中心、车铣磨钻床、线切割、数控刀具工具、工业机器人、非标自动化、数字化无人工厂、精密测量、3D打印、激光切割、钣金冲压折弯、精密零件加工等展示，就在深圳机械展. 泉州万德力机械有限责任公司 泉州万德力机械有限责任公司是瓷砖石材切割机、切割机、石材切割机等产品科研设计、专业生产加工、销售服务于一体的公司，拥有完整、科学的质量管理体系。泉州万德力机械有限责任公司的诚信、实力和产品质量获得业界的认可。泉州万德力机械有限责任公司还在不断地进行创新，为客户创造出技术含量更高的设备，争做石材机械加工行业的佼佼者！ 山东省精梭纺织有限公司 山东省精梭纺织有限公司是一家专业研发，生产、销售纺织机高新技术企业。公司坐落在山东省孔孟之乡礼仪之邦的曲阜市。公司除了单独研发和创新的能力外，还聘请国内知名院校的专家作为顾问来加强公司的研发力量，在某些产品里已有自己独有的专利技术。公司注册资金300万元，员工50余人，主导产品：梳理机、水刀切割机、弹花机、电脑绗缝机、底梭引被机、无底线引被机，产品销售与全国各地，广泛应用于棉被加工、棉被制造、大棚保温被等。 南京必通科技有限公司
南京必通科技有限公司是专业生产超高压水射流设备的厂家，是美国IWM 水刀厂家在中国的独家代理。主要生产产品有超高压水射流切割机、等离子水切割机、机器人水刀、四轴水刀、五轴水刀以及超高压水清洗机。公司拥有国内先进的生产、检测设备与多年的研发能力,专业从事超高压水射流技术研究和数控切割设备生产销售知名企业。公司引进了国际一流的美国IWM原装超高压水切割机件和先进技术同时还聚集了一批机械、电子、自动化、数控等专业的精英,完。全具备了一定的产品开发与创新能力。再加上严格的管理和先进的生产设施以及高素质的工程技术群体,确保了公司水刀和水清洗产品能符合用户的严格质量鉴定和长期使用的考验。产品具有品种多、交货快、价格低、规格全、质量优、售后好等明显优势。公司规模大，专业开发质量好。 山东滕州星光电脑机械研究所 山东滕州星光电脑机械研究所，是一所研发、生产、销售于一体专业从事数控激光切割设备、数控激光焊接设备的单位。山东滕州星光电脑机械研究所还生产其它设备，有数控非金属激光雕切机、数控多头浮雕机、数控多头立体雕刻机、数控等离子火焰切割机、多头仿型雕刻机、水刀切割机。 拥有从事该行业20多年的工程师，成功申请多项国家发明专利。成功案例覆盖全国诸多地区。山东滕州星光电脑机械研究所立足于坚持技术导向型发展，并坚持“以用户为中心”，严格质量管理。
数控火焰切割机设计论文
中文摘要 摘要 本课题所设计的数控火焰切割机是一种小型切割设备，它可以很方便的对金属材料进行直线或曲线切割，可广泛应用于机械、建筑、化工、航天等行业。 首先，本文通过对火焰切割技术及数控火焰切割机的国内外研究现状的分析，对火焰切割机的总体结构进行了设计，整体采用龙门式结构，纵向、横向和垂直三个方向进给运动均选用步进电动机带动滚珠丝杠传动的开环控制系统。由于火焰切割机切割工件时无切削力，所以纵向进给运动采用电机直接驱动工作台运动来完成。其次，利用三维设计软件Solid Works完成了火焰切割机各零件的三维实体造型，并根据各零部件之间的定位关系，完成了总体装配，验证了设计的合理性。最后，为了加工制造的方便还绘制了切割机的所有零部件和装配体的工程图。 关键词：数控火焰切割机，龙门式，结构设计，Solid Works I
Abstract The CNC flame cutter designed in this topic is small cutting equipment. It can easily cut metal materials with linear or curvilinear drawings and can be widely used in machining, architecture, chemical industry, spaceflight and other industry. Firstly, through the analysis of research actuality about the flame cutting technology and the CNC flame cutting machine at home and abroad the whole structure of the flame cutter is designed in this article. The whole structure uses the gantry structure, the open-loop control systems, using stepping motor to drive ball screws, were chosen at longitudinal, horizontal and vertical directions. Since there is no cutting power when the flame cutter cuts work-piece, therefore, the vertical movement is provided by the movement of worktable driven directly by stepping motor. Secondly, the three-dimensional entity modeling of all the flame cutter parts is finished by using the three-dimensional design software Solid Works and the assembly of the whole is accomplished through the orientation of every parts to validate the rationality of the design. In the end, all the drawings of parts and assembly are protracted in order to facilitate the manufacture. Keywords：Numerical control flame cutter, gantry type, Structural design, Solid Works II
数控火焰切割机设备简介
数控火焰切割成套设备产品简介 1.单边驱动数控火焰切割机 该产品专门用于宽度1500mm-3000mm，厚度为6-300mm的碳钢板的下料加工，产品稳定可靠，精度高，价格合理，使用方便。 技术参数 2.双边驱动数控火焰切割机 该产品专门用于宽度为1500mm-9000mm（或2-3块板总宽），厚度为6mm-300mm碳钢板的下料加工，设备稳定可靠，操作简便，使用寿命长。 技术参数
3.干式数控等离子切割机（单边或双边驱动） 主要用于碳钢板、不锈钢、铜、铝等有色金属的下料加工，等离子电源可配置博大APC系列、博大PAC系列以及美国或德国原装进口等离子电源、切割质量好，工作效率高。
4.水下数控等离子切割机 对于等离子切割机的环保问题，最佳的解决方案就是水下切割，既没有风尘，又大大减小噪音与弧光的污染，而且切割的零件变形小，我公司生产的水下等离子切割机性能稳定可靠，故障率低。 5.数控台式火焰、等离子切割机 是种高速、精密等离子数控切割机。采用一体式模块化结构，使安装迅速、方便。可以加配抽烟工作台，以达到环保要求。 工作宽度可达2000mm 最大工作长度可达6000mm 速度可达12m/min 集中工作台（最大切割厚度30mm） 6.火焰裁条切割机 技术参数
CW系列普通车床 CW6163B CW6263 CW6180B CW6280B 结构特点及用途 该系列车床床身在宽度侧壁双筋板和内筋板采用箱体和斜筋组合结构，整体刚度比单壁门形筋结构提高三分之一；溜板箱设有快移机构，用单手柄形象化操作；主轴正反转转换及刹车采用液压控制，配置的手动刹车功能或者脚踩刹车功能操纵方便，刹车灵敏，安全可靠；车床结构刚度与传动刚度均较高，精度稳定，并能进行强力切削；床身导轨下滑面采用TSF耐磨镶层结构，运动轻便灵活，寿命长；润滑系统为箱外循环，提高了加工精度。 本系列机床能承担各种车削工作，如车削内外圆柱面、圆锥面以及其他旋转面、端面及各种常用螺纹—公制、英制、模数及径节螺纹，还能进行拉削油槽、键槽等工作。 本系列机床适宜加工铸铁、钢及各种有色金属等材料。
新型数控火焰切割机设计
摘要 在机械加工过程中，板材切割常用方式有手工切割、半自动切割机切割及数控切割机切割。手工切割灵活方便，但手工切割质量差、尺寸误差大、材料浪费大、后续加工工作量大，同时劳动条件恶劣，生产效率低。半自动切割机中仿形切割机，切割工件的质量较好，由于其使用切割模具，不适合于单件、小批量和大工件切割。其它类型半自动切割机虽然降低了工人劳动强度，但其功能简单，只适合一些较规则形状的零件切割。数控切割相对手动和半自动切割方式来说，可有效地提高板材切割地效率、切割质量，减轻操作者地劳动强度。目前在我国的一些中小企业甚至在一些大型企业中使用手工切割和半自动切割方式还较为普遍。目前，我国机械工业钢材使用量已达到3亿吨以上，钢材的切割量非常大；随着现代机械工业的发展，对板材切割加工的工作效率和产品质量的要求也同时提高。因而数控切割机的市场潜力还是很大、市场前景比较乐观。数控火焰切割机，切割具有大厚度碳钢切割能力，切割费用较低，但存在切割变形大，切割精度不高，而且切割速度较低，切割预热时间、穿孔时间长，较难适应全自动化操作的需要。它的应用场合主要限于碳钢、大厚度板材切割，在中、薄碳钢板材切割上逐渐会被等离子切割代替。本文主要包括对各类切割机的发展介绍，悬臂式火焰切割机的主体结构设计以及传动装置的设计计算几部分。 关键词：切割机；发展；结构设计； 设计计算
ABSTRACT Commonly used in the process of machining, sheet cutting method with manual cutting, semi-automatic cutting machine cutting and nc cutter cutting. Flexible cutting by hand, but hand cutting quality is poor, size error is big, big material waste, subsequent processing workload is big, poor working conditions at the same time, the production efficiency is low. Semi-automatic cutting machine, profiling cutting machine, cutting the workpiece quality is better, because it is used for cutting die, is not suitable for single piece and small batch and master pieces cutting. Although other type semi-automatic cutting machine reduces the worker labor intensity, but its function is simple, is only suitable for some rules in the shape of cutting parts. CNC cutting relative to manual and semi-automatic cutting way, sheet can effectively improve the cutting efficiency and cutting quality, reduce the operator labor intensity. At present, some small and medium-sized enterprises in our country and even in some big companies using manual cutting and semi-automatic cutting way is also more common. At present, China's machinery industry steel usage has reached more than 300 million tons, is a large amount of steel cutting; With the development of modern mechanical industry, the plate cutting processing efficiency and product quality requirements also increased at the same time. Therefore nc cutter market potential is very big still, market prospects are optimistic. CNC flame cutting machine, cutting with large thickness carbon steel cutting ability, cut expenses low, but there are cutting deformation, cutting accuracy is not high, and low cutting speed, cutting preheating, perforated time is long, difficult to meet the needs of the full automatic operation. Its applications mainly limited to carbon steel, thickness of plate cutting, in thin carbon steel plate cutting, will gradually replaced by plasma cutting. This paper mainly includes the development of all kinds of cutting machine, cantilever main body structure of the flame cutting machine design as well as designing and calculating the transmission parts. Keywords:Cutting machine, the development, structure design, the design calculation
火焰切割机的电气设计(一)讲解
[ 09-09-16 10:28:00 ] 作者：未知编辑：studa090420 论文关键词：火焰切割机火焰切割机电气控制火焰切割机PLC 论文摘要：火焰切割机是利用燃气和氧气将铸坯快速燃烧，达到切断铸坯的目的，其优点是在线设备轻，一次性投资省，适应铸坯的温度宽；缺点是切割渣不易处理，金属损耗大，但当铸坯较长时，金属损耗则较少。本次课题实际内容主要是针对火焰切割机的电气控制部分进行研究和设计，本文引用电气控制PLC原理，通过各种电气元件的选型和计算，以及PLC程序的编译，简单的介绍了该火焰切割机电气控制方面的设计过程和设计方法。火焰切割机的电气设计包括PLC、变频器、控制变压器、低压电气元件的选型以及STEP 7的程序编译。 1 绪论 1.1 连续铸钢的概念 连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺，它具有节省工序、缩短流程，提高金属收得率，降低能量消耗，生产过程机械化和自动化程度高，钢种扩大，产品质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。自从20世纪50年代连续铸钢技术进入工业性应用阶段后，不同类型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。20世纪70年代以后，连铸技术发展迅猛，特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传统的模铸技术起到了决定性作用。 1.2 连铸比的概念 连铸坯的吨数与总铸坯(锭)的吨数之比叫做连铸比，它是衡量一个国家或一个钢铁工厂生产发展水平的重要标志之一，也是连铸设备、工艺、管理以及和连铸有关的各生产环节发展水平的综合体现。 1.3 国内外连铸技术的发展 1.3.1 国外连铸技术的发展概况 20世纪50年代，连铸开始用于钢铁工业生产。连铸坯产量仅有110万t 左右，连铸比约为0.34% 20世纪60年代，弧型连铸机问世，连铸进入了稳步发展时期。年产铸坯能力达4000万t以上，连铸比达5.6%。 20世纪70年代，世界范围的两次能源危机促进了连铸技术大发展，连铸进入了迅猛发展时期。铸坯产量已逾2亿t，连铸比上升为25。8%。
数控火焰切割基本常识
数控火焰气割的基本常识 （一）气割的基本工作原理及气割的过程 利用气体火焰的热能将工件切割处预热到一定温度后，喷出高速切割氧流，使其燃烧并放出热量实现切割的方法，叫气割。 氧气切割过程有下列三个阶段： 1、预热气割开始时，利用气体火焰(氧乙炔焰、氧丙烷焰)将工件待切割处预热到该种金属材料的燃点(对于低碳钢约为1100～1150℃)。 2、燃烧喷出高速切割氧流，使已达燃点的金属在氧流中激烈燃烧。 3、吹渣金属燃烧生成的氧化物被氧流吹掉，形成切口，使金属分离，完成切割过程。 （二）气焊、气割用设备的组成 气焊、气割用设备由氧气瓶、氧气减压器、乙炔瓶(乙炔发生器)、乙炔减压器、回火保险器、焊炬(割炬)和橡胶管等组成。 （三）什么样的割口是好的 切割后的割口面中间泛白没有疤痕割口不带废渣没有烧边现象 （四）可以气割的金属应符合下述条件： 1）金属氧化物的熔点应低于金属熔点。表1——1是一些常用的金属及其氧化物的熔点。 2）金属与氧气燃烧能放出大量的热，而且金属本身的导热性要低。 符合上述气割条件的金属有纯铁、低碳钢、中碳钢和低合金钢以及钛等。其它常用的金属如铸铁、不锈钢、铝和铜等，必须采用特殊的氧燃气切割方法或熔化方法切割。 对于8mm以下的板材，不易采用数控气割。
数控火焰切割 气割精度是指被切割完的工作几何尺寸与其图纸尺寸对比的误差关系，切割质量是指工件切割断 面的表面粗糙度、切口上边缘的熔化塌边程度、切口下边缘是否有挂渣和割缝宽度的均匀性等。 一、影响钢板火焰切割质量的三个基本要素（气体、切割速度、割嘴高度） 1．气体（氧气，可燃性气体，火焰的调整） （1）氧气氧气是可燃气体燃烧时所必须的，以便为达到钢材的点燃温度提供所需的能量；另外，氧气是钢材被预热达到燃点后进行燃烧所必须的。切割钢材所用氧气必须要有较高的纯度，一般要求在99.5%以上， 一些先进国家的工业标准要求氧气纯度在99.7%以上。氧气纯度每降低0.5%，钢板的切割速度就要降低 10%左右。如果氧气纯度降低0.8%-1%，不仅切割速度下降15%-20%，同时，割缝也随之变宽，切口下端 挂渣多并且清理困难，切割断面质量亦明显劣变，气体消耗量也随着增加。显然，这就降低了生产效率 和切割质量，生产成本也就明显地增加了（见图9-1）。 图9-1 在相同的氧气压力下，氧气纯度对切割时间和氧气消耗量的影响。 采用液氧切割，虽然一次性投资大，但从长远看，其综合经济指标比想象的要好得多。 气体压力的稳定性对工件的切割质量也是至关重要的。波动的氧气压力将使切割断面质量明显劣变。气压压力是根据所使用的割嘴类型、切割的钢板厚度而调整的。切割时如果采用了超出规定数值的氧气压力，并不能提高切割速度，反而使切割断面质量下降，挂渣难清，增加了切割后的加工时间和费用。 表9-1是国内常用的上海气焊机厂生产的GK1系列快速割嘴（即采用拉伐尔喷管结构的割嘴）的使用参数（厂家可能随时对参数进行修改，应以割嘴所附说明书为准，此表仅供参考）。
对火焰切割技巧的小结
数控火焰切割机最新12点使用技巧 氧燃气切割技术的介绍 氧燃气切割的过程是由一股纯氧（至少99.5％）的喷流在工件的表面点火燃烧，加热火焰通过将要被切割工件的起点加热至点火温度，来开始数控火焰切割机的切割过程 。燃烧是通过输送切割氧开始的，由于热量的升高，燃烧迅速地在毗邻的工件中继续，移动着的割炬切割出一条截口，二燃烧的溶化物被切割氧喷流的动能所吹掉。切割时必须完成下列条件。 (1) 材料的点火温度必须低于它的溶化温度 (2) 为能够将产生的金属氧化物排除，氧化物的溶化温度必须低于材料的溶化点。 (3) 在切割点上连续地保持点火温度。热量损失由加热焰来补偿。含碳量低于0.3％的非合金钢和碳当量高于0.4％的低合金钢经过预热都能切割。随着金属元素比例上升，切割工序会变得越来越困 难，出于这个原因，铬钢一镍或硅金属，铸钢等材料没有特别的预防措施不适用氧切割，这些材料应该用其它加工方法进行热切割。碳当量=C+Mn/6+Ni/15+Cr/5+Mo/4+V/5 1. 设定数控切割机的切割速度和燃气压力 切割表中所规定的切割速度，燃气耗量，压力等值均是平均值，该机器可能高于或低于这些平均数值来操作，操作人员应根据这些特性及时掌握好切割速度，压力的参数。 特锈灰尘及氧化层会使切割氧降低，同样地火焰调节不正确使得切割速度和质量发生偏差。 2.机器的工作压力调整。在供气口上必须装用氧、燃气调压阀，通过这些阀可方便地控制氧燃气所需要的工作压力(其值可以从切割表中查得)。精确调整压力值时，必须在割炬工作时进行。使用不 合理得工作压力将会造成切割效率低或切割表面不佳等缺陷。 3.调节加热焰 打开加热氧阀和燃气阀，点燃喷出得混合气体，调整好合适得加热焰。必须用弱加热焰来切割薄板，用较强的加热焰来切割厚钢板如果切割边缘开始溶化，有残余滴挂式形成一串溶化小球，那么加 热太强了。切割时，加热焰太弱会噼啪咋响，这样会引起切口损坏，甚至回火，如果加热焰调节合适，切割焰喷流就显得干净锋利。
数控火焰切割调火技巧归纳
数控火焰切割机调火技巧归纳 众所周知，影响火焰切割质量的因素有很多，其中预热时间、火焰温度、割焰长短等都是较为重要的，上述三点统称为火焰切割调火，那么接下来，就火焰切割调火问题及技巧总结归纳，以便用户参考。 在了解火焰切割调火技巧之前，我们需要先明白在不同燃气比例下的三种切割焰。一般来说，在使用火焰切割方式时，通过调整氧气和乙炔的比例可以得到三种切割火焰：中性焰（即正常焰），氧化焰，还原焰。正常火焰的特征是在其还原区没有自由氧和活性碳，有三个明显的区域，焰芯有鲜明的轮廓（接近于圆柱形）。焰芯的成分是乙炔和氧气，其末端呈均匀的圆形和光亮的外壳。外壳由赤热的碳质点组成。焰芯的温度达1000℃。还原区处于焰芯之外，与焰芯的明显区别是它的亮度较暗。还原区由乙炔未完全燃烧的产物——氧化碳和氢组成，还原区的温度可达3000℃左右。外焰即完全燃烧区，位于还原区之外，它由二氧化碳和水蒸气、氮气组成，其温度在1200~2500℃之间变化。 这里我们所说的中性焰是正常切割时的状态，但在实际操作中，调火成功只是最后的结果，实际上出现氧化焰和还原焰的可能性还是比较高的，那么关于氧化焰和还原焰的特点是什么以及出现氧化焰的还原焰的问题在那里氧化焰是在氧气过剩的情况下产生的，其焰芯呈圆锥形，长度明显地缩短，轮廓也不清楚，亮度是暗淡的；同样，还原区和外焰也缩短了，火焰呈紫蓝色，燃烧时伴有响声，响声大小与氧气的压力有关，氧化焰的温度高于正常焰。如果使用氧化焰进行切割，将会使切割质量明显地恶化。 还原焰是在乙炔过剩的情况下产生的，其焰芯没有明显的轮廓，其焰芯的末端有绿色的边缘，按照这绿色的边缘来判断有过剩的乙炔；还原区异常的明亮，几乎和焰芯混为一体；外焰呈黄色。当乙炔过剩太多时，开始冒黑烟，这是因为在火焰中乙炔燃烧缺乏必须的氧气造成的。 预热火焰的能量大小与切割速度、切口质量关系相当密切。随着被切工件板厚的增大和切割速度的加快，火焰的能量也应随之增强，但又不能太强，尤其在割厚板时，金属燃烧产生的反应热增大，加强了对切割点前沿的预热能力，这时，过强的预热火焰将使切口上边缘严重熔化塌边。太弱的预热火焰，又会使钢板得不到足够的能量，逼使减低切割速度，甚至造成切割过程中断。所以说预热火焰的强弱与切割速度的关系是相互制约的。 一般来说，切割200mm以下的钢板使用中性焰可以获得较好的切割质量。在切割大厚度钢板时应使用还原焰预热切割，因为还原焰的火焰比较长，火焰的长度应至少是板厚的倍以上。
数控火焰等离子切割机技术方案
数控火焰等离子切割机技术方案 一、设备标准名称、型号 1、设备标准名称：数控火焰等离子切割机 2、设备型号：CJCNC-4000S 二、主要技术参数 1、数控系统（上海交大） 1套 2、火焰割矩 1把 等离子割炬 1把 3、等离子电源（美国海宝POWERMAX1650G3） 1套 4、横向拖链 2套 5、轨距 4000mm 6、有效切割宽度 3200mm 7、轨长 12000mm 8、有效切割长度 10000mm 9、快速返程速度 12000㎜/min 等离子机器切割速度 356～3835㎜/min 火焰机器切割速度 50-1000㎜/min 10、等离子切割 最大切割能力（低碳钢）： 16mm 最大穿孔能力（低碳钢）： 10mm 火焰切割厚度 6-160mm
11、割炬升降距离≤150mm 12、直线定位精度±0.2mm/10m 重复精度±0.2mm/10m 13、环境温度 -5-45℃ 14、相对湿度＜95%无冷凝 15、周边环境通风，无较大冲击 16、电源、电压 220V±10% 17、电源频率 50HZ 18、驱动方式双驱 三、设备组成 1、纵向导轨（12米） 纵向导轨采用铁路用轨（38KG），表面经磨削处理，因此具有很高的精度及耐磨性。驱动齿条由专业厂家进行加工，从而保证了精度要求，同时在导轨两端装有防撞保护装置。 2、大车架（4米） 本部件包括钢带箱、主副滑车。大车架为数控切割机运动的主要执行单元，整机为龙门式结构，具有很高的刚度，在端梁安装有刮削装置，以随时清掉导轨上的杂质。 3、割炬升降挂架（火焰升降挂架1套）
割炬升降挂架用于实现割炬升降。采用直流电机，经齿轮箱减速再由丝杆驱动实现升降。保证割枪与水平面的垂直度，从而保证了切割的精度。 4、气路系统（1套） 气路系统包括气体调节控制盘，气路分配系统等，为保证产品质量及安全性。调节阀、压力表、割枪、回火防止器、电磁阀等均采用专业厂家的配套产品。 5、操作柜及控制柜（1套） 操作柜面板设有割炬预选、急停、电源指示灯、自动/手动升降、电源开关等各种所需功能操作按钮；控制柜则具有防尘功能。 6、自动点火机构（1套） 此部件用于实现火焰切割自动点火，以提高自动化率，成功率达90%以上。 7、交流伺服驱动系统（3套） 伺服驱动系统用于实现整机的驱动运行及纵横向运动。纵横向驱动电机安装有驱动模块（编码器），以实现位置检测，从而保证了运行精度。本设备交流伺服单元采用台湾台达交流伺服电机及台湾台达全数字交流伺服驱动器。 8、齿轮箱采用德国NUEGART公司生产的行星减速机。（3套） 9、数控系统（1套） 本系统是由上海交通大学与我公司专为火焰/等离子数控切割机定制的连续轨迹运动控制器。它采用工业级嵌入式计算机作为硬件平
龙门式数控火焰切割机结构设计本科毕业设计
图书分类 号： 密 级： 毕业设计(论文) 龙门式火焰切割机传动及控制设计 THE DESIGN OF TYANSMISSION AND CONTYOL IN THE GANTRY FLAME CUTTING MACHINE 学生姓名 学院名称 专业名称 指导教师 20**年5月27日
摘要 本课题针对龙门式火焰切割机的横梁及火焰切割头的控制进行了设计。横梁的机构设计主要对其结构的确定，之后对传动装置进行了选择及计算检验，最后对主要传动的零部件进行选择校核。其中主要对滑动丝杠和滚动丝杠的强度及传动效率等进行了计算校核。并对横梁设计中存在的结构部件的联接问题进行了改进。火焰切割头是在传动装置的基础上运用丝杠的转速控制运动，用单片机控制电机的转速来达到效果。对控制电路设计也做了系统的详解，主要对所涉及的键盘、显示器、主要芯片做了选取应用。 关键词火焰切割机；电气控制；横梁设计；单片机
Abstract This essay analyzes that the design of the beam and the control of flame cutting head of the gantry flame cutting machine.The design of the beam of mechanism main determining its structure of the transmission device, then the selection and operation of the main transmission inspection, finally the choose of the parts inspection. The major of sliding screw and rolling ball screw's strength and transmission efficiency is calculated respectively.And problems existing in the connect of parts, in the design of structure of the beam ,are also improved. Flame cutting in the head is based on transmission device using screw speed control movement, with single-chip microcomputer control motor speed to achieve results. I also make a system explanation of the control of circuit design, involved mainly to make the selection and applications of the keyboard, display, main chip. Keywords flame cutting machine electrical control the design of the beam microcontroller
数控火焰切割工艺—下料工必备
数控火焰切割工艺 气割精度是指被切割完的工作几何尺寸与其图纸尺寸对比的误差关系，切割质量是指工件切割断面的表面粗糙度、切口上边缘的熔化塌边程度、切口下边缘是否有挂渣和割缝宽度的均匀性等。 9.1 影响钢板火焰切割质量的三个基本要素（气体、切割速度、割嘴高度）1．气体 （1）氧气氧气是可燃气体燃烧时所必须的，以便为达到钢材的点燃温度提供所需的能量；另外，氧气是钢材被预热达到燃点后进行燃烧所必须的。 切割钢材所用氧气必须要有较高的纯度，一般要求在99.5%以上，一些先进国家的工业标准要求氧气纯度在99.7%以上。氧气纯度每降低0.5%，钢板的切割速度就要降低10%左右。如果氧气纯度降低0.8%-1%，不仅切割速度下降15%-20%，同时，割缝也随之变宽，切口下端挂渣多并且清理困难，切割断面质量亦明显劣变，气体消耗量也随着增加。显然，这就降低了生产效率和切割质量，生产成本也就明显地增加了（见图9-1）。 图9-1 在相同的氧气压力下，氧气纯度对切割时间和氧气消耗量的影响。 采用液氧切割，虽然一次性投资大，但从长远看，其综合经济指标比想象的要好得多。 气体压力的稳定性对工件的切割质量也是至关重要的。波动的氧气压力将使切割断面质量明显劣变。气压压力是根据所使用的割嘴类型、切割的钢板厚度而调整的。切割时如果采用了超出规定数值的氧气压力，并不能提高切割速度，反而使切割断面质量下降，挂渣难清，增加了切割后的加工时间和费用。 表9-1是国常用的气焊机厂生产的GK1系列快速割嘴（即采用拉伐尔喷管结构的割嘴）的使用参数（厂家可能随时对参数进行修改，应以割嘴所附说明书为准，此表仅供参考）。
数控火焰切割机操作规程
操作规程
数控火焰切割机操作规程 一、操作者应熟悉该机性能、技术参数，经考试合格后，凭操作证上机操作。 二、上机操作前注意事项： 1、各气管、阀门，不允许有泄漏，检查安全装置是否有效，检查所提供气体压力（应符合规定）。 2、检查所有电气箱是否处于密闭状态。不允许电气箱处于开启状态进行切割工作。 三、工作中的操作规程： 1、调整被切割的钢板尽量与轨道保持平行。 2、根据板厚和材质，选择适当割咀。 3、根据不同板厚和材质，重新设定内存中的切割速度和预热时间，设定预热氧、切割氧合理压力。 4、检查加热火焰以及切割射流，如发现割咀弄脏或损坏，应及时更换、清理。割咀应用随机专用工具 清理。 5、切割过程中发生回火现象，应及时切断电源，停机关闭气体阀门，回火阀片如被烧化，应停止使用， 等待厂家或专业人员进行更换。 6、操作人员上机时，要时刻注意设备运行状况，如发现有异常情况，应按动紧停开关，及时退出工作 位，严禁开机脱离现场， 7、工作人员应尽量采取飞溅小的办法，保护割咀，在点火一该，任何人不得进入点火区。 8、作人员应注意，切割完一个工件后，应将喷枪提升回原位，运行到下一个工位时，再进行切割。 9、操作人员应按规定给定的切割要素选择切割速度，不允许单纯为了提高工效而增大设备负荷，处理 好设备寿命与效率之间的关系。 10、桥吊在吊物运行时，不准经临轨道上空，禁上跨梁而过。 四、下班后，设备操作规程 1、下班后，设备应退回保障位，关闭电源、气源、管内残留气应放尽。 2、妥善保管电源钥匙，不得交给无关人员，随机专用工具应清点收回。 3、实行交接班制度，应将当班设备运行状况作好交接班记录。 4、清理场地，保持工作区内的整洁、有序。 五、数控切割机保养 1、轨道不允许人员站立、踏踩、靠压重物，更不允许撞击，导轨面每个班用压缩空气除尘后用纱布沾 20#机油撺试轨面，随时保持导轨面润滑、清洁。 2、传动电机输出齿轮以及传动齿条，每天用20#机油清洗，不允许齿条有颗粒飞溅物。