中厚板矯直機輥盒鎖緊液壓缸的設計應用

曹一兵

(太原重工股份有限公司，山西 太原 030024)

0 前言

矯直機是中厚板生產線的重要設備，直接決定著中厚板產品的生產效率、鋼板平直度、產品殘余應力以及最終質量。矯直機在對軋制后的熱態鋼板進行矯直的過程中，輥系長時間在高負荷狀態下與熱態鋼板接觸，在完成一定產量后輥系將需要下線進行檢測、維護，對產生缺陷的矯直輥、工作輥、軸承等零件進行修復或更換，以保障設備的正常運行和產品的矯直質量。

為了縮短輥系更換的時間，提高生產線的工作效率，需要實現輥系與矯直機活動梁的快速打開與快速鎖緊［1］，因此輥盒鎖緊機構必須性能可靠、操作便捷。

1 原有輥盒鎖緊機構及其存在的問題

原有的上輥盒與矯直機活動梁的連接方式為機械螺栓鎖緊，螺栓鎖緊裝置由T 型螺栓、螺母和墊圈等組成，上輥盒通過T 型螺栓與矯直機活動梁連接，打開與鎖緊過程中需要人工拆裝T 型螺栓。

在矯直機更換輥系的過程中，螺栓鎖緊裝置需要操作者手動操作拆卸及緊固螺栓，中厚板生產的環境比較惡劣，矯直機區域溫度高、灰塵大，人工手動操作既不安全又不方便［2］。另外，人工緊固的螺栓鎖緊力有限，在矯直機運行過程中上輥盒與活動梁之間經常出現縫隙，給矯直機運行帶來隱患。

2 新的輥盒鎖緊機構

針對中厚板矯直機上輥盒的鎖緊裝置存在的問題，設計了一種無需人工拆裝、鎖緊力大，使用壽命長的可自動旋轉的鎖緊液壓缸。

新的自動旋轉鎖緊裝置通過液壓缸驅動，拉桿在缸筒內滑動實現伸縮，并通過拉桿上的導向銷與缸筒上的螺旋槽配合，使得拉桿伸縮的同時進行旋轉;通過該自動旋轉鎖緊液壓缸中拉桿端部的T 型頭與被鎖緊物上卡塊的卡槽配合，使得被鎖緊物可自動、快速地鎖固在固定物上。在矯直機的實際應用中，該自動旋轉鎖緊液壓缸安裝在矯直機活動梁上，實現矯直機活動梁與鎖緊物上輥盒的鎖緊與打開，整個過程無需人工手動操作，拆裝方便、鎖固可靠、效率高，可節約人力物力與生產時間，矯直機的運行更加安全可靠，新的鎖緊裝置結構簡單、易于操作維護，使用方便。

自動旋轉鎖緊液壓缸結構如1 所示。打開狀態如圖1a 所示;鎖緊狀態如圖1b 所示。自動旋轉鎖緊裝置與中厚板矯正機連接結構如圖2所示。

可自動旋轉的鎖緊液壓缸由缸蓋1、導向銷2、T 型頭拉桿3、密封組4、缸筒5、活塞套6、彈性卡環7 及支承環8組成;導向銷2 一端安裝在T 型頭拉桿3 上，一端安裝在缸蓋1 的螺旋槽內，可沿螺旋槽滑動;T 型頭拉桿3 穿過缸蓋1內孔、活塞套6 內孔、彈性卡環7 內孔及支承環8 內孔安裝在缸筒5 內部;缸蓋1 安裝在缸筒5頂部，活塞套6、彈性卡環7 及支承環8 均安裝在缸筒5 內，支承環8 固定在缸筒5 內孔底部，彈性卡環7 安裝在支承環8 上部可沿徑向伸縮，活塞套6 安裝在彈性卡環7 上部可在缸筒內上下移動;密封組4 分別安裝在缸蓋1、活塞套6、T型頭拉桿3 及缸筒5 底部內孔上，形成四個獨立的密封腔X、Y、Z、W。進油口A 與密封腔X連通可實現活塞套6 向下移動;進油口B 與密封腔Y、Z 連通可實現活塞套6 向上移動及T 型頭拉桿3 向下移動;進油口C 與密封腔W 連通可實現活T 型頭拉桿3 向上移動。

鎖緊時，液壓油分別通過進油口A 及進油口C 進入密封腔X 及密封腔W，進入密封腔W的液壓油驅動T 型頭拉桿3 向上移動;同時。安裝在T 型頭拉桿3 上的導向銷2 沿缸蓋1 的螺旋槽滑動，T 型頭拉桿3 在向上移動到最高位置的同時旋轉90 度，實現T 型頭拉桿3 的端部與矯直機上輥盒的鎖緊;進入密封腔X 的液壓油驅動活塞套6 向下移動，活塞套6 壓縮彈性卡環7使其鎖緊T 型頭拉桿3，防止T 型頭拉桿3 在鎖緊狀態轉動。

打開時，液壓油通過進油口B 進入密封腔Y及密封腔Z，進入密封腔Y 的液壓油驅動活塞套6 向上移動，活塞套6 對彈性卡環7 的壓縮解除，彈性卡環7 解除對T 型頭拉桿3 鎖緊，使T型頭拉桿3 可以實現轉動;進入密封腔Z 的液壓油驅動T 型頭拉桿3 向下移動，同時安裝在T 型頭拉桿3 上的導向銷2 沿缸蓋1 的螺旋槽滑動，使T 型頭拉桿3 在向下移動到最低位置的同時旋轉90 度，實現T 型頭拉桿3 的端部與矯直機上輥盒的打開。

該自動旋轉鎖緊裝置與中厚板矯正機連接狀態如圖2 所示，鎖緊缸安裝在矯直機活動梁1上，通過鎖緊缸的T 型頭拉桿實現上輥盒2 與活動梁的連接，自動旋轉鎖緊液壓在液壓回路的控制下，分別實現打開狀態與鎖緊狀態。

3 總結

新的自動旋轉鎖緊液壓缸已獲國家發明專利(專利號201210510795.1)，并應用于太原重工為新余鋼鐵股份有限公司設計制造的3800 mm中厚板矯直機上，通過該設計方案的應用，大幅度提高了矯直機更換輥系的便捷性與安全性，同時提高了矯直機運行的可靠性，為用戶創造了較大的效益。

［1］王國棟，劉相華，王君.我國中厚板生產技術進步20 年［J］.軋鋼，2004(6).

［2］袁國.黃慶學.中厚板矯直技術的發展與展望［J］.太原重型機械學院學報，2002(S1).

［3］王文斌.機械設計手冊［M］.北京:機械工業出版社，2004.