板帶助卷器結構改進設計

■萊鋼集團設備檢修中心 呂云平

板帶助卷器結構改進設計

■萊鋼集團設備檢修中心 呂云平

萊鋼集團冷軋生產線自投產以來，助卷器在調試后很長一段時間內，運行狀態極其不穩定，助卷器傳送帶經常跑偏，傳送帶調節困難，最大的缺點是由于機架為整體結構，更換傳送帶時間過長，需要4人8h完成，嚴重影響冷軋線連續生產。基于助卷器結構缺陷，技術人員決定對其進行改進設計，以提高設備性能，保障正常連續生產。

1. 卷取機結構與原理

卷取機是帶材生產線實現帶卷卷曲、開卷的主要設備，由行走車體、助卷頭、軌座等組成，其中助卷頭由上下擺臂和導板構成。

工作原理：在工作過程中，助卷頭的上下擺臂和導板打開，橫移液壓缸推動橫移車體至助卷位，上下擺臂抱緊卷筒，張緊液壓缸作用張緊傳送帶，帶頭通過傳送帶作用卷曲到卷筒上，卷取機旋轉，帶頭纏繞在卷筒上，助卷成功后，上下擺臂打開，張緊液壓缸松開傳送帶，行走車體后退，助卷結束。

2. 原因分析

技術人員針對冷軋助卷器結構進行剖析，并與帶材生產線其他卷取助卷器做對比分析，總結出冷軋卷取機助卷器存在的以下幾方面的主要問題。

（1）上下擺臂軸受力不合理上下擺臂軸經由螺栓固定在助卷器主框架上，液壓缸作用于上下擺臂的中間橫梁上，當助卷器處于抱緊狀態時，上下擺臂前端與卷筒接觸，液壓缸伸出的活塞桿與擺臂軸接觸，此時液壓缸作用于擺臂軸的力臂只有30mm左右，即相當于液壓缸的推力直接作用于擺臂軸，擺臂軸很容易被拉彎變形，液壓缸頭鉸接軸位置易發生變形撕裂，固定擺臂軸的螺栓也容易被拉彎甚至被拉斷。

（2）拆裝傳送帶困難 從助卷器結構可以看出，助卷器主機架設計為整體結構，更換傳送帶時，需拆掉上下擺臂及與之連接的液壓缸、張緊輥，才能把傳送帶移出。由于上下擺臂容易撕裂變形，維修人員把擺臂軸橫梁部位的螺栓連接直接改為焊接，橫梁上再焊接加強筋。每次更換傳送帶需4名維修人員，一人指揮橋式起重機，兩人拆除與其相關的輥子，一名焊接人員割除并焊接相關的部位，要準備扳手、鋼絲繩、氣割和焊接工具各一套，每次更換完傳送帶后還要試車調節傳送帶定心。因此每更換一次傳送帶需要四名維修人員一天甚至更長時間，維修難度和工作量都比較大。

（3）傳送帶調整困難 助卷器傳送帶調節依靠上下擺臂軸輥子的四個偏心軸調節，因輥子的偏心距設計只有1.5mm，因此四個輥子的最大調節量只有12mm，當傳送帶磨損變形后，相對長達6m的傳送帶，12mm的極限調節量不能滿足需要，調整量不夠直接導致傳送帶跑偏、磨損邊緣部位等非正常損壞。

（4）傳送帶張緊行程短 張緊液壓缸行程為150mm，張緊輥行程為300mm，理論計算傳送帶張緊行程為160mm，去掉傳送帶60mm裝配余量，實際有效張緊距離不到100mm，一條新傳送帶使用三個月后就出現難以張緊的問題。

3. 改進措施

針對助卷器在使用過程中存在的問題，技術人員參考技術資料，并參照其他冷軋線助卷器結構，對其進行改進設計。

（1）助卷器上下擺臂改造 設計去掉原來的上擺臂，用一套可水平調節的咬入輥代替，咬入輥的軸承座設計為滑塊模式，相應助卷器機架部分設計為滑道，直接省去了上擺臂液壓系統，為防止輥子對應的兩軸承座不同心而出現卡死的問題，軸承座與輥軸之間采用關節軸承連接，為防止調節好后的傳送帶出現跑偏問題，在輥子兩端加裝了V形尼龍環。

下擺臂液壓缸從原來機架內中間位置引出到機架外，通過液壓缸的伸縮實現下擺臂的擺動，從而抱緊卷筒。根據現場作業空間選定力臂大小和作業側面，根據力臂長度、擺動角度、扭矩和液壓系統壓力來選定液壓缸徑、行程及其固定方式和固定位置。

經研究分析下擺臂液壓缸放在機架左側較為合理，但機架底座與卷取機箱體之間空間狹小，只有100mm寬的空間余量，在擺臂兩邊各留10mm間隙，擺臂最寬只能達到80mm，無法滿足設計標準要求，在充分考慮其工作原理后發現，擺臂只有在抱緊卷筒時，液壓缸才處于伸出狀態，其余均處于回縮狀態。在下擺臂處于抱緊狀態時，機架前端已經移出底座，擺臂液壓缸工作時與機架底座沒有關聯，只要滿足不與機架底部干涉就可以了，這樣只要在對下擺臂做程序控制時，做好機架移出到抱緊位置和擺臂液壓缸的互鎖聯鎖工作即可，液壓缸固定在機架左側的問題就解決了。

（2）改變傳送帶更換形式 機架右側立板傳送帶對應位置豎直和水平方向上各開一條50mm寬的傳送帶更換槽，為保證助卷器工作時機架有足夠的強度，在豎直槽部位置加裝一可移動的連接板，下部槽部位置加兩墊塊，墊塊抽出與安裝時，只需插拔上面的定位螺栓即可。當傳送帶需要更換時，拆除連接塊上的固定螺栓，移出連接塊，拔出墊塊上的兩定位螺栓，取出兩墊塊，拆除鏟頭一側，即可完成傳送帶的更換。傳送帶的對中調節原來4人8h完成的工作，現在只需2人1h內即可完成，有效降低了維修人員的勞動強度，提高了設備有效作業率。

（3）改造傳送帶張緊模式 傳送帶的張縮改造由張緊缸推動來實現，液壓缸行程設計為650mm，實際有效張緊行程為530mm，去掉傳送帶裝配余量，實際張緊行程可達到500mm，傳送帶的實際張緊距離可達480mm左右，是改造前的4.8倍，有效延長了傳送帶的使用壽命。

（4）改進傳送帶調節模式 對傳送帶調節采用粗調和微調兩種模式，粗調利用咬入輥滑塊軸承座移動模式來實現，滑道有50mm的調節余量，甚至還可以延長，完全能夠滿足調節傳送帶的對中平衡需要，必要時還可以調節傳送帶的張緊程度。另外兩個輔助轉向輥利用軸承座內圓與外圓的偏心原理實現微調的效果，偏心率為1.5mm，兩輥子微極限調節可達到6mm。

經改進設計后的助卷器結構示意如附圖所示。

4. 結構改造關鍵技術

（1）助卷器去掉上擺臂，省去該部位的一套液壓系統及其備件消耗。

（2）傳送帶調節采用粗調和微調兩種模式，增加了傳送帶的調節空間。

（3）下擺臂移出，擺臂端部添加鏟頭，更加方便維修人員的點檢維護和降低操作人員技術難度。

（4）更換傳送帶采用整體移出模式，更換傳送帶的效率由原來的4人一天降為2人1h，有效降低了維修人員的技術難度和工作量。

5. 實施效果與結論

通過對板帶冷軋重卷線卷取設備的改造與應用，成功解決了助卷器傳送帶調整、更換困難等一系列問題，有效降低了備件消耗和成本費用，同時也降低了停機率，滿足了重卷生產需要。卷筒端部的抗沖擊性能得到有效增強，消除了助卷器傳送帶非正常損壞，使用壽命得到顯著提高，皮帶更換簡單及時，點檢維護方便，進而保證了重卷線高效、穩定生產。

改進設計后的卷取機結構

20150708