数控火焰切割机

安全操作规程

    1、 火焰切割机操作人员必须经过培训合格方可上岗操作.

    2、 操作人员必须按规定穿戴好劳保护品方可进入工作岗位。

    3、 操作人员要把切割机附近有碍安全操作的物料清理干净。

    4、 操作人员正式开机前要全面检查设备各部位有无异常情况,如发现异常情况,应立即向生产经理报告,采取有效措施消除异常后方可准备开机。

    5、 开机前要对规定的各润滑点进行注油润滑。

    6、 正式切割前纵横上下空运行,看是否正常。

    7、 要查看气源压力表指针位置是否合要求,如果气源压力表指示过低,说明气源压力不足,应调气瓶控制阀或更新气瓶。

    8、 一切预先检查正常后可按规定程序开机操作。

    9、 正常工作情况下要时刻注意设备运行情况,如有不正常应停机处理后再工作,停机要按停机程序进行。

    10、 在上板和下件时要注意吊放安全操作。如果需要站到支架台面上做事,要特别注意摔倒和划伤。

    11、 工作中要按工件厚度调好燃气压力。

    12、 在工作结束时,关闭电源、气源,要清理好现场,同时对纵横导轨表面粉尘污物擦拭干净,涂上一层油膜。

    火焰切割机几种常用燃料的介绍:

    乙炔和石油化工中催化裂化的副产品中的丙烷、丁烷及天然气(甲烷)相比,其燃烧性质的差别主要是由于它们的分子结构不同所致。乙炔分子结构中两碳原子间含有两个很易破裂的π键(CH ≡CH),化学活性强,燃点低,燃烧速度快,易回火。而烷烃分子结构中只含相对稳定的σ键(如丙烷:CH3 - CH2 - CH3),因此,其化学活性,燃烧速度均不如乙炔,回火倾向较小。正是由于这种分子结构的差异,燃烧速度的不同,导致它们的火焰热量的分布也有所差异。

    乙炔气因其易燃易爆,安全系数低,生产过程中耗能耗电,污染环境,生产成本偏高,以至在生产、存储、运输、使用、环保及价格方面存在诸多缺陷和隐患,发展受到了很大限制,因此许多国家都在研制新的更安全、更节能的工业燃气,中国国家有关部门在全国乙炔生产会议上明确不再审批新建扩建电石厂、乙炔厂。现有的厂家面临转产的境地。国家早在八五期间,就极力推广烷烃类燃气替代乙炔气,如'丙烷气'、'丙烯气'、'天然气'等等, 以期逐渐取代乙炔气。

    我国工业燃气用量中,70%为乙炔气。以前乙炔气主要是乙炔发生器中制取,由于造成污染和高度不安全性,各地均已发文不得采用(包括管道式)。目前均采用瓶装乙炔气进行工业切割。乙炔化学性质活跃,易爆,极危险。当其与铜、银等金属以及空气、纯氧混合,甚至盛装容器直径较大时都会引起爆炸。使用乙炔气在对碳素钢切割时,易产生切口上缘熔化,挂渣多且不易清除,切面局部硬化等现象,使切割工艺不理想。焊接时需要进行打磨,增加了生产成本。 沿海地区造船厂近年来已经禁止在造船平台使用乙炔,改用其他新型切割气,多年来人们一直尝试采用其他燃料代替乙炔作为切割气,但由于其他燃料如:天然气,液化石油气,丙烷气,丙烯气,人工煤气,二甲醚等燃料在氧气中燃烧温度低于2500℃,直接作为切割气不理想,需要加助燃添加剂对母气进行催化,裂化,助燃,改变燃气燃烧方式,从而提升火焰温度,使之在氧气中燃烧的火焰温度达到或乙炔的3100℃,实现替代乙炔的目的。

    乙炔在很长一段时间内成为工业切割、焊接、火焰喷图等工艺不可替代的燃料,乙炔在特种切割中发挥了不可替代的作用,如球墨铸铁、钼钢、不锈钢等工件的切割。焊接工艺中乙炔较其它燃气更具有特殊的优势,操作简便,适用性强,火焰喷图因其具有速度快,质量好等优点收到广大企业的青睐。

    但随着生产力的发展和社会的进步,人类越来越注重环保、节能、安全、高效,对乙炔气暴露出来的弊端和缺陷也有了越来越清晰的认识。上世纪七十年代,在欧美、日本发达国家就已开始逐步淘汰乙炔气,取而代之的是以丙烷、丙烯、天然气、汽油、焦炉煤气、氢气等为主体的工业燃气。

    若想达到乙炔的使用效果,必须了解乙炔的理化性质,才能采取相应的技术手段实现烷烃类燃气的可替代性。

    乙炔分子式为C2H2,构造式为HC ≡ CH。根据杂化轨道理论,乙炔分子中的碳原子以sp 杂化方式参与成键,两个碳原子各以一条sp 杂化轨道互相重叠形成一个碳碳σ键,每个碳原子又各以一个sp 轨道分别与一个氢原子的1s 轨道重叠,各形成一个碳氢σ键。此外,两个碳原子还各有两个相互垂直的未杂化的2p 轨道,其对称轴彼此平行,相互“肩并肩”重叠形成两个相互垂直的π键,从而构成了碳碳叁键。两个π键电子云对称地分布在碳碳σ键周围,呈圆筒形。

    乙炔分子中π键的形成及电子云分布,现代物理方法证明,乙炔分子中所有原子都在一条直线上,碳碳叁键的键长为0.12 nm,比碳碳双键的键长短,这是由于两个碳原子之间的电子云密度较大,使两个碳原子较之乙烯更为靠近。但叁键的键能只有836.8 kJ·mol -1,比三个σ键的键能和(345.6 kJ·mol -1 × 3)要小,这主要是因为p 轨道是侧面重叠,重叠程度较小所致。简单炔烃的沸点、熔点以及相对密度,一般比碳原子数相同的烷烃和烯烃高一些。这是由于炔烃分子较短小、细长,在液态和固态中,分子可以彼此靠得很近,分子间的范德华作用力很强。由于乙炔的特殊化学性质,在燃烧过程中,热能释放效率高、化学反应速度快、化学键极易断裂、火焰燃烧速度快,是丙烷类燃气的3倍,因此助燃添加剂需要对烷烃类燃气的分子进行强有力的助分解,达到快速燃烧的目的,实现温度瞬间的提升。

    丙烷是石油化工工业的副产品,来源丰富,价格低廉,且燃烧对环境无污染,是乙炔可行的替代品。由于丙烷火焰温度较低,预热时间相对比乙炔长,这是目前推广应用中遇到的一大困难。由于丙烷火焰热量分布分散、温度较低、由火焰导致金属熔化的可能性较小,因此割口上沿不易造成塌边、切口光滑平整、割口下沿挂渣少、易清除。

    丙烯的焰心和外焰都有较高的热释放,焰心热量分布与乙炔相似,外焰热量比乙炔高。因此,丙烯既具有乙炔火焰的属性又具有丙烷外焰的高热含量,火焰温度比乙炔焰约低,但比丙烷火焰温度高,是一较好的切割用燃气。丙烯火焰的切割特点是:火焰温度较高,切割预热时间与乙炔相比约有增加,但比丙烷快,由于外焰热含量高,对于厚大构件切割有利。

    液化石油气来自炼厂气、湿性天然气或油田伴生气。由天然气和伴生气中得到的液化石油气主要成分是丙烷(为通常俗称为残液的主要成分)、丁烷、丁烯和少量戊烷。液化气成分复杂,燃烧时火焰不集中,热量不均衡,火焰温度低,切割预热时间相应增长,切割速度降低,功效差。

    天然气是一种多组分的混合气体,主要成分是烷烃,其中甲烷占绝大多数,另有少量的乙烷、丙烷和丁烷,此外一般还含有硫化氢、二氧化碳、氮和水气,以及微量的惰性气体,如氦和氩等。在标准状况下,甲烷至丁烷以气体状态存在,戊烷以上为液体。

    由于天然气热值低,燃烧速度慢,火焰温度低,切割预热时间相应增长,消耗燃气和氧气量大,综合成本偏高。切割厚钢板时要获得所要求的总热量燃气消耗量大。要保持切割速度,厚大构件要求外焰热量输出要高,割缝容易加宽,热影响区大,预热穿孔时容易反浆或难于穿透,对金属表面造成影响,需要加添加剂来提高火焰温度。

    催化燃烧是燃料在催化剂表面进行的完全氧化反应。 在催化燃烧反应过程中,反应物在催化剂表面形成低能量的表面自由基,生成振动激发态产物,并以红外辐射方式释放出能量;在反应完全进行的同时,通过催化剂的选择性来有效地抑制生成有毒有害物质的副反应发生,基本上不产生或很少产生NOx、CO和HC等污染物。

    助燃添加剂与天然气(液化石油气)分子结合后,更容易实现分子的裂化,分解,从而改变了燃气的性质,在燃烧状态下改变了气体波长,燃烧频率,燃烧速度,增强热能等,实现了二次完全燃烧,降低了有害物质的生成,降低了热量的散逸,达到了高温催化燃烧的目的。并且助燃催化剂本身具有很好燃烧化学能,因此催化燃烧是目前应用广泛的形式。

    TS-4型 宽型龙门式数控切割机

    该型数控切割机为龙门式结构,在TS-II型的基础上增加了龙门横梁截面宽度,使得该机型不仅在外观上更为大气,而且在运行上更加稳定,工作效率高,使用寿命长的优势,并可在横梁上放置小型机载等离子电源;可用于各种碳钢、锰钢、不锈钢等金属材料的大、中、小型钢板下料。该机型横向跨度有3m、4m、5m、6m、8m等多种规格,均采用双边驱动;还可根据用户要求配置多把割炬,或配置成异型切割和直条切割两用切割方式,另可选配电容或等离子自动调高系统;基本配置:为单火焰或单等离子割炬,带自动点火,不含自动调高及等离子切割电源。

    主要技术参数

    导轨间距 4000mm 有效切割宽度 3200mm

    导轨长度 6000mm 有效切割长度 4800mm

    单火焰割炬 1组 火焰切割厚度 6-200mm

    单等离子割炬 1组 等离子切割厚度 视等离子电源而定

    移动精度 0.01mm/步 整机运行速度 0-3500mm/min

    驱动方式 双边驱动 自动调高行程 0-230mm

    产品主要特点

    1. 横梁:采用方管对焊结构,具有刚性好,精度高,自重轻,惯量小的特点。所有焊接件均振动时效去应力处理,有效的防止了结构变形;

    2. 纵、横向驱动:均采用精密齿轮齿条(7级精度)传动。横向导轨采用台湾进口的直线导轨,纵向导轨是由精密加工的特质钢轨制成,保证了切割机的运行平稳,精度高,且,清洁美观;减速采用行星齿轮减速器,可以非常的保证运动的精度和平衡度;

    3. 纵向驱动架(端架):两端装有水平导向轮,可调整驱动架底部偏心轮对导轨的压紧程度,使整机在运动中保持稳定的导向。装有除尘器,随时刮扫积聚在导轨表面的杂物;

    4. 驱动系统为国产步进驱动,根据用户需要可选用世界产品——进口日本松下交流伺服驱动/国产伺服驱动,使整机更加运行平稳,速度变速范围更宽,加速时间短;

    5. 升降体采用铝合金结构体,升降导向采用直线导轨,升降提升采用滚珠丝杠提升;

    6. 简单易用的自动编程系统,使数控编程不再复杂,轻而易举;

    7. 数控控制系统采用武汉拓晟自主研发控制系统,具有目前国内为的稳定性和抗干扰能力。

    主要技术指标

    1. 切割形状: 可编程切割直线和圆弧构成的任意平面形状钢板零件;

    2. 切割精度: 国家标准JB/T10045.3-99;

    3. 切割宽度: 4m、5m、6m等多种规格可选;

    4. 轨道长度: 标配6米,还可根据用户要求定制加长3m/节;

    5. 驱动方式: 双边驱动;

    6. 割炬配置: 标配1把,可选配火焰或者等离子割炬,还可根据用户需求进行定制;

    7. 切割厚度: 火焰大可切割200mm,等离子切割厚度视所选电源大小而定;

    8. 点火调高: 自动点火、电动调高,根据用户要求可选配电容式或弧压式自动调高;

    9. 数控系统: 为自主研发的控制系统,简单易用,性能稳定;根据用户要求可选用武汉拓晟TS系列、北京斯达特2000或3000系统,进口型有美国海宝系统,FastCNC数控系统。

    10. 数控编程: 基于AutoCAD的全自动图形化编程软件;

    11. 切割气体: 氧气+乙炔或丙烷;


原理

    数控火焰切割机(CNC Cutting Machine )就是用数字程序驱动机床运动,搭载火焰切割系统,使用数控系统来控制火焰切割系统的开关,对钢板等金属材料进行切割。

    这种机电一体化的切割设备为火焰切割机。火焰切割机可分为3大部分:数控系统、火焰切割系统、驱动系统,不同厂家生产的大体相同。

    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。


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