廢邊卷取機傳動裝置改進

周志強 張幸生 朱 波 王 勇 趙開堯

（寧波寶新不銹鋼有限公司 浙江寧波）

一、引言

廢邊卷取機作為板帶冷軋廠精整機組的重要設備，其工作的穩定性、可靠性直接影響整套機組的工作效率。公司1#拉矯機組是2003年從德國SUNDWIG公司引進的成套設備，投產初期由于廢邊卷設備狀態不穩定、卷軸卡死和側擋板螺栓斷裂故障頻繁，嚴重影響了機組產能的發揮。解決廢邊卷取機卷軸卡死和側擋板螺栓斷裂問題，成為當時設備人員的當務之急。

二、廢邊卷取機結構、功能介紹

板帶冷軋廠精整機組為了滿足客戶定制帶鋼寬度以及軋制毛邊切除的要求，需要對帶鋼必須進行切邊作業。帶鋼通過圓盤剪切除多余的廢邊絲，廢邊絲通過廢邊導槽引入廢邊卷取機芯軸上纏繞，廢邊卷取機由電機驅動旋轉將雜亂無章的廢邊絲卷成廢邊卷。

1#拉矯機組廢邊卷取機由電機驅動，通過齒形皮帶帶動皮帶輪和襯套，襯套和側擋板由6顆M16的螺栓連接，通過導向鍵將轉動力傳遞到卷軸上，使卷軸進行卷廢邊絲作業。卷軸上方有一根壓輥，作用是將卷起的廢邊卷壓緊。當廢邊卷達到規定的卷徑后進行卸卷作業，此時卷軸沿著導軌軸向抽出（電機、皮帶輪、襯套、側擋板不動），將卷緊的廢邊卷倒出（圖1）。

三、廢邊卷取機存在問題、原因分析及改進措施

1.廢邊卷取機卷軸卡死

廢邊卷取機改造前，卷軸是靠3個單獨的導向鍵傳動（圖2a），由于卷軸和導向鍵接觸面積小，加上卷軸移動頻繁，而且卸廢邊卷時卷軸要進行正、反轉，因此導向鍵和卷軸容易磨損，磨損后造成卷軸和導向鍵錯位卡死。

對廢邊卷取機卷軸和導向鍵進行改造（圖2b、圖3），增加卷軸和導向鍵的接觸面積，另外在接觸面上增加加油孔，減少卷軸和導向鍵的磨損，使廢邊卷取機連接可靠。

圖1 拉矯機組廢邊卷取機

2.廢邊卷取機側擋板螺栓斷裂

圖2 廢邊卷取機卷軸和導向鍵

側擋板單個螺栓抗剪強度校驗，螺栓材料為Q235，查表得σs=240 N/mm2，τ=σs/S=200 MPa。因為τ=Fs/［π/（4d02）m］，所以Fs=30772 N。式中Fs單個螺栓所受的橫向工作載荷（N），τ抗剪切強度，d0螺栓剪切面的直徑，m螺栓受剪面數。因為Fs=KfT/fs（r1+r2+r3+…+rn）， 所以可求得T=1968.6 N·m，式中T螺栓阻抗力矩，Kf安全系數，Kf=1.1～1.5，fs接合面間摩擦系數 ，fs=1.1～0.16，r各 螺栓中心與側擋板中心距離，1、2、3 為螺栓序號。

表1 緊固件常用材料力學性能 N/mm2

圖3 改造后卷軸與導向鍵配合形式

圖4 原平面連接改成臺階面連接

圖5 制做新軸套及圓盤

由計算得到6顆固定螺栓的阻抗力矩T=1968.6 N·m，而廢邊卷取機驅動電機輸出力矩T1=2500 N·m，所以當廢邊絲卡住時，T1＞T， 螺栓斷裂。廢邊機側擋板和襯套的連接面，由原來的平面連接改成臺階面連接（連接面采用過渡配合，圖4），這樣螺栓受的剪切力就幾乎全部消除，有效的防止了螺栓容易斷裂的設計缺陷。設計制做新軸套及圓盤（圖5），將其配合形式改為嵌入式，以提高其連接強度。

四、效果檢查

經過上述改進，自2008年9月11日起至今未發生廢邊卷取機卷軸卡死故障以及廢邊卷取機側擋板螺栓斷裂問題，設備可靠性大大增加。廢邊卷取機的成功改進，也減少了1#拉矯機組得故障。