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钢轨淬火机床的控制系统设计

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钢轨淬火机床的控制系统设计

发布日期:2015-03-18 00:00 来源:http://www.tmrxzy.com 点击:

   铁路是国家重要的基础设施,是国民经济的大动脉,具有不可替代的特殊地位和重要作用。钢轨是铁路设施中最为关键的零部件,其重要性毋庸置疑。钢轨需要承受机车的压力、摩擦和冲击载荷,要求有足够的强度、硬度及韧性,质量要求较高,尤其是铁路客货运普遍提速以后,要求钢轨全部经过淬火机床进行淬火处理,这对钢轨生产厂家的热处理能力提出了新的要求。

   在钢轨的加工工艺中,对钢轨表面的中频感应淬火是一道重点工序,淬火处理的质量决定了钢轨的使用效果和寿命。钢轨在淬火过程中淬火机的送轨、加紧、感应加热以及冷却等部分都要进行严格控制,使之能够协调工作,因此对淬火机床的控制系统有相当高的要求。控制系统拟采用温度传感器对钢轨的加热温度进行采样,并将采样结果反馈给 C8051F020 单片机控制系统以调整工作台的进给速度,从而控制钢轨的温度。铁路是国家重要的基础设施,是国民经济的大动脉,具有不可替代的特殊地位和重要作用。钢轨是铁路设施中最为关键的零部件,其重要性毋庸置疑。钢轨需要承受机车的压力、摩擦和冲击载荷,要求有足够的强度、硬度及韧性,质量要求较高,尤其是铁路客货运普遍提速以后,要求钢轨全部淬火处理,这对钢轨生产厂家的热处理能力提出了新的要求。

   钢轨淬火时,其加热温度对淬火质量有着至关重要的影响,因此,在整个淬火过程中严格控制钢轨的加热温度就显得极为重要。在加热线包的通电频率和线包到钢轨的距离一定的情况下,加热温度就只受钢轨(工作台)进给速度的影响。根据以上的分析,钢轨淬火机正常工作时工作台的纵向进给运动是最重要的运动,尤其是加热阶段的进给运动更为重要,因此工作台的纵向进给运动采用行程开关和单片机联合控制的方法,加热阶段用单片机控制进给速度,目的是调整钢轨的加热温度,保证淬火质量;非加热阶段用行程开关控制其运动以提高效率。

   根据钢轨淬火机床的工作流程,控制系统不但要能够对各种行程开关的动作做出反应并进行相应的处理,而且在加热阶段还要不断采样钢轨温度,并根据采样值调整工作台的进给速度。对行程开关的动作采用中断或查询方式进行处理。钢轨的温度则用温度传感器采样,采样值反馈给控制系统,经 PID 控制器运算后再去控制工作台的进给速度即可控制钢轨的加热温度。钢轨温度控制方案,如图1  所示。

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