連軋粗軋換輥系統(tǒng)改造分析

摘 要：通過設(shè)計計算、重新選型以及設(shè)備改造，解決連軋粗軋1#-6#換輥系統(tǒng)換輥時間長、輥縫調(diào)整故障率高等問題，大幅度縮短粗軋軋機換輥時間及故障率。連軋原560軋機輥縫通過液壓馬達來調(diào)整，經(jīng)常出現(xiàn)壓不動的情況，靠人為手動來調(diào)輥縫，即增加了工人的勞動強度又延長了換槽、換輥時間。電氣方面換輥系統(tǒng)原使用繼電回路控制，控制系統(tǒng)老舊，故障率高且維護不便，同時操作盤安裝在軋機機架后，操作不便，且因軋機水噴濺造成操作盤損壞。對所出現(xiàn)故障進行分析，指定改造方案，縮短了換輥換槽時間，保證了正常的軋制節(jié)奏

關(guān)鍵詞：液壓閥；鎖緊銷；改造

1 概述

（1）連軋粗軋1-6#軋機輥縫是通過液壓馬達來調(diào)整的，經(jīng)常出現(xiàn)壓不動的情況，靠人為手動來調(diào)輥縫，即增加了工人的勞動強度又延長了換槽、換輥時間。（2）連接桿扁頭與軋輥軸頭無法限位，每次需要焊接連接桿，不僅增加工作量和換輥時間，也嚴重影響連接桿動平衡，縮短其使用壽命。（3）軋機在抽輥及裝輥時需要用天車吊住連接桿扁頭，增加危險性，且占用天車并耽誤時間。（4）連軋1-6#換輥系統(tǒng)原使用繼電回路控制，控制系統(tǒng)老舊，故障率高且維護不便，同時操作盤安裝在軋機機架后，操作不便，且因軋機水噴濺造成操作盤損壞。

2 技術(shù)方案總體思路

（1）通過對液壓馬達輸出力矩計算和液壓閥重新選型改造來解決軋機輥縫經(jīng)常壓不動的問題。（2）設(shè)計改造連接桿扁頭碟簧鎖緊銷，增強其強度及使用周期。（3）設(shè)計更換托架卡板氣缸及移位其氣動閥（原位置工作環(huán)境差）。（4）恢復并改造原接軸托架機械機構(gòu)。（5）設(shè)計換輥系統(tǒng)遠程操作臺3面，設(shè)計換輥系統(tǒng)控制柜1面、升降控制電源柜1面。（6）安裝操作臺3面、系統(tǒng)控制柜1面、升降控制電源柜1面。（7）換輥系統(tǒng)與主軋線PLC聯(lián)網(wǎng)，調(diào)試硬件、網(wǎng)絡(luò)。

3 技術(shù)方案季解決措施

3.1 液壓部分

目前軋線液壓站泵輸出壓力150bar

液壓馬達輸出的是機械能，所以它的主要性能參數(shù)是轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩，在不考慮任何損失的情況下，根據(jù)能量能量守恒定律：

pmqn=MT？棕

式中pM-馬達的進口壓力（設(shè)馬達的出口壓力為零）

MT-馬達的理論輪矩

？棕-馬達的角度速度

由式可得

MT=■

原理圖中35.2減壓閥減壓后最大調(diào)整壓力為100bar，考慮回油被壓值，取馬達的出口被壓值為4bar，pM=100-4=96bar。

q為液壓馬達的排量，即馬達每轉(zhuǎn)一轉(zhuǎn)所排出的液體的體積。液壓馬達型號1QJM11.0.63Z ，q=0.63L/r

得MT=■=0.96N*m

核實壓下阻尼體，需1.4N*m力矩才能完全壓動阻尼體。所以出現(xiàn)馬達壓幾圈壓不動的情況。

根據(jù)輥縫調(diào)整所需最大力矩計算馬達進口所需最大壓力

得pM=■=■=13.9MPa

原減壓閥型號：DR10-2-30/100YM 減壓后的最大二次壓力為100bar=10Mpa

所以原設(shè)計減壓閥選型小，設(shè)計不合理。

改造方案：對粗軋1-6#液壓閥臺進行，閥組由原來板式安裝改為疊加式安裝，減小了閥臺的安裝空間，便于日常維修。對減壓閥重新選型。

圖2 改造后的液壓原理圖

減壓閥選型：由以上計算可知減壓閥出口壓力大于13.9MPa。減壓閥選疊加式減壓閥ZDR10DP1-40/150YM能滿足輥縫調(diào)整。

3.2 機械部分

（1）連接桿扁頭碟簧鎖緊銷材質(zhì)原為Q235，使用時經(jīng)常變形，無發(fā)正常使用，此次上報備件說明，將材質(zhì)改為J20CrNi2Mo（ 鎳滲碳鋼）；增強備件使用性能。重新設(shè)計加油油孔并規(guī)范加油制度，要求每周加油1次，保證碟簧的使用。（2） 恢復卡板氣缸的使用。因工作環(huán)境溫度高，將氣缸密封改為氟橡膠密封，將導向環(huán)改為聚四氟乙烯，提高其使用壽命。重新鋪設(shè)風管路由，并移位氣動閥及三聯(lián)件至減速機后方（因原位置在軋機旁，高溫以及水濺到設(shè)備上，影響備件使用壽命），保證備件使用壽命。（3） 恢復改造托架機械機構(gòu)功能，因原托架設(shè)備已損壞且使用壽命短，將其連接方式改變，通過現(xiàn)場實測重新設(shè)計托墊標高（在保證連接桿正常工作的前提下盡量保證連接桿在托墊上放置水平），并將托墊材質(zhì)由落木松改為尼龍，增加其使用壽命。

3.3 電氣部分

（1）設(shè)計換輥系統(tǒng)遠程操作臺3面，設(shè)計換輥系統(tǒng)控制柜1面、升降控制電源柜1面。合理布局，電控元器件容量核對。（2） 安裝操作臺3面、系統(tǒng)控制柜1面、升降控制電源柜1面。做柜體接地保護。鋪設(shè)現(xiàn)場控制電纜及DP網(wǎng)線。（3） 鋪設(shè)主回路電源、控制回路，校對控制線路，接線、打點，上電遠程控制柜PLC電、控制回路電。（4） 換輥系統(tǒng)與主軋線PLC聯(lián)網(wǎng)，調(diào)試網(wǎng)絡(luò)，檢查硬件，校對硬件與ET200輸入接線。（5） 編寫程序，與生產(chǎn)工藝探討，完善工藝需求，并根據(jù)現(xiàn)場實際編寫程序，根據(jù)安全需求，合理邏輯保護，防止設(shè)備事故發(fā)生。調(diào)試正常。

實施效果：2012年12月投入使用后運轉(zhuǎn)效果良好，提高了自動化程度，保證操作準確性，換輥時間交之前大幅度降低，改造完畢至今完全消除了靠人為手動來調(diào)輥縫，連接桿托墊裝置保證連接桿水平與軋輥裝配，卡板機構(gòu)恢復避免人為手動操作，連接桿扁頭設(shè)備運轉(zhuǎn)故障率降低且提高連接桿本身使用壽命。

4 結(jié)束語

在改造中，分別對液壓、機械、電氣系統(tǒng)進行了改造，提高了換向閥的控制，增強了設(shè)備使用強度，實現(xiàn)了換輥換槽的遠程控制。較之前換輥時間大幅度縮短且降低安全性、提高了自動化的程度，在設(shè)備運轉(zhuǎn)上降低了故障率，保證了軋制的節(jié)奏。

參考文獻

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[4]王昆，等.機械設(shè)計、機械設(shè)計基礎(chǔ)課程設(shè)計[M].北京：高等教育出版社，1996.

作者簡介：孟凱：年齡：30，男，2008年6月畢業(yè)于河北科技大學，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，2008年7月-今工作于河北鋼鐵集團承鋼公司，現(xiàn)就職于提釩鋼軋三廠設(shè)備科點檢站，機械區(qū)域工程師，職稱：助理工程師。

李海豹：年齡：30，男，2008年6月畢業(yè)于燕山大學，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，2008年7月-今工作于河北鋼鐵集團承鋼公司，現(xiàn)就職于提釩鋼軋三廠設(shè)備科點檢站，機械區(qū)域工程師，職稱：助理工程師。

趙鎖超：年齡：30，男，2008年6月畢業(yè)于燕山大學，機械設(shè)計制造及其自動化專業(yè)，2008年7月-今工作于河北鋼鐵集團承鋼公司，現(xiàn)就職于提釩鋼軋一廠設(shè)備科點檢站，機械區(qū)域工程師，職稱：助理工程師。