11、钢铁轧制与恒力机构设计的创新探索

钢铁轧制与恒力机构设计的创新探索

1. 传统夹送辊机构的工作原理与问题

在钢铁轧制生产中，夹送辊机构起着关键作用。传统夹送辊机构的工作方式是，围绕中心点 1 和 1′对称地打开或关闭辊子间隙 A，通过 5 和 5′实现这一动作，从而使一对辊子 5 和 5′能够夹住并输送钢棒 6。其主要结构特点为：电机将旋转运动传递给与齿轮 1 相连的输入轴，通过一级齿轮增速传动，带动与工作轴齿轮 2 和 2′相连的两个工作轴转动，而夹送辊 5 和 5′与这两个工作轴相连。由于传动系统中的齿轮传动比相等，夹送辊 5 和 5′能以等速比旋转。当上游生产线的热金属探测器检测到轧件头部通过夹送辊机时，PLC 系统发出信号指令，关闭夹送辊的间隙，两个辊子夹住轧件并输送至下游。夹送辊 5 和 5′之间的间隙由机器中的机械限位装置固定。

然而，传统夹送辊机构在长期生产运行中暴露出两个主要缺点：
- 间隙固定问题 ：夹送辊间隙由机械限位决定，一旦间隙尺寸固定，在工作时就无法改变。但实际轧制的钢棒直径在一定范围内变化，这会导致夹送辊出现空转、打滑或夹得过紧的情况，最终无法实现夹送功能。
- 冲击损坏问题 ：夹送辊的开合过程由线性执行器快速驱动，到达间隙位置后，通过撞击机械限位装置停止。频繁的开合动作会产生巨大的冲击力，导致部分零件损坏。

2. 欠驱动对称夹送机构的提出

基于上述问题，传统的驱动夹送辊连杆机构无法满足实际钢棒的夹送需求。因此，考虑设计欠驱动对称夹送机构，以实现持续夹送并减少动态冲击力。欠驱动机器人手指或夹具机构具有“形状自适应包络抓取”的显著特点，欠驱动机械手能够通过顺应接触物体的