棒材線第二軋鋼車間350軋機鎖緊缸優化設計

趙海洋 陳斌

(萊鋼集團設備檢修中心,山東萊蕪 271104)

棒材線第二軋鋼車間350軋機鎖緊缸優化設計

趙海洋 陳斌

(萊鋼集團設備檢修中心,山東萊蕪 271104)

在冶金生產軋鋼工藝中,軋機鎖緊裝置對于穩定軋制、工藝順行起著至關重要的作用。本文根據第二軋鋼車間350軋機液壓鎖緊出現的故障,分析鎖緊裝置等方面存在的問題,以節約成本和不造成大的停機時間為原則,提出350軋機鎖緊裝置優化設計方案,通過改善鎖緊裝置的作用效果解決軋機移位問題,將350軋機鎖緊缸改型實施后,降低了工人勞動強度,縮短換輥時間,效果顯著。

鎖緊裝置 行程 安裝方式

1 前言

軋機鎖緊裝置對于穩定軋制、工藝順行起著至關重要的作用。第二軋鋼車間精軋機在生產中，鎖緊效果不好，經常出現機架整體移動、偏離軋制線從而造成跑鋼、廢鋼的情況，每次換輥換槽后都將機架與底座用螺紋鋼焊接在一起，造成5min額外的停機時間，使原本非常簡便的換輥換槽操作變得耗時耗力，極大影響了車間生產效率的提高。

2 現狀分析

第二軋鋼車間精軋機組由6架350短應力線軋機組成，每架軋機依靠4臺鎖緊油缸固定在底座上，軋制過程中依靠鎖緊缸內的碟簧將活塞桿伸出壓住機架底座，換輥時依靠液壓力將活塞桿縮回，推出機架。其工作狀態如圖1。

軋制生產過程中，軋機受到來自軋件的沖擊力非常大，如果鎖緊缸與軋機間有間隙存在或者鎖緊缸本體的作用力弱，必然會造成軋機移位，最終跑鋼。因此，改善鎖緊裝置的作用效果才是解決軋機移位問題的關鍵。

2.1 鎖緊裝置與機座間配合不緊密

鎖緊裝置由碟簧缸組成，缸體內裝配8片φ125×φ64×8的碟簧，在10MP液壓壓力作用下，工作行程為10mm。在碟簧的作用下，活塞桿端部斜面壓緊在軋機底座的斜面上。由于缸體固定位置是不變的，軋機機座頻繁更換，每臺軋機因其在線時間長短不一，機座的磨損量差別較大，當鎖緊缸固定好后，與每臺軋機的配合程度就會出現差別:有的間隙較大，鎖不住軋機;有的間隙偏小，阻力較大，影響軋機機架橫移。因此，在目前的狀況下，只能在鎖緊裝置安裝時，在活塞桿斜面增加相應的墊片，使活塞桿中心高度適當調低，達到與軋機的合適的配合間隙，針對不同軋機更換不同的墊片使用，不僅增加了換輥換槽操作的時間，而且墊片容易受到生產過程中產生的振動而脫落，使鎖緊失效，軋機機架移位，造成堆鋼。

圖1 鎖緊缸工作狀態圖

圖2

2.2 鎖緊裝置的固定不可靠

每臺鎖緊裝置通過兩個鍵塊和兩個螺栓固定在軋機底座上。由于鍵塊位置是浮動的，而且底座的長銹蝕，使鍵塊已經失去了固定作用;兩個固定螺栓偏置于裝置前端，與底座的固定方式不可靠。操作工在進行換輥作業時，要將軋機的缺口處與活塞桿對正才能吊出軋機，由于吊裝不正，經常對鎖緊活塞桿進行碰撞，導致鎖緊螺栓松動，鎖緊功能失效。

3 技術方案研究與實施

針對以上問題，通過理論計算并結合現場實際對350鎖緊進行改型設計:

3.1 增大鎖緊缸行程,解決鎖緊缸與機座間的配合問題

如圖2所示，當活塞桿與機座間出現間隙時，有兩個途徑可以消除:一是利用塞墊片的辦法，二是增加活塞桿的行程。但是前者會帶來新的問題，由于不同的軋機底座磨損程度不一，所以墊片厚度很難確定出固定數值，墊片太厚會影響底座橫移，太薄不能起到鎖緊作用;再有墊片不好維護，容易脫落。因此，為方便使用和操作，最好的辦法就是對鎖緊缸進行改型設計，增大活塞桿行程，使鎖緊缸的行程量消除軋機底座磨損造成的間隙。

要想鎖緊缸有足夠的補給量來消除軋機底座磨損造成的間隙，就要對缸筒進行延長，增加碟簧的數量，使碟簧在10MP額定壓力作用下的變形量達到20mm，這樣就增加了鎖緊缸活塞桿的行程和鎖緊力。

同時，由于碟簧數量的增多，所需的鎖緊打開壓力也就增大，所以也要對鎖緊缸的活塞缸進行加粗。根據以下的公式可得:

F0=KX

F1=π(D2-d2)*P0/4

式中:F0-碟簧彈力F1-液壓作用力

K-碟簧彈性系數X-碟簧變形量

D-碟簧缸缸徑d-碟簧缸桿徑P0-系統壓力如果碟簧缸的桿徑不變，其缸徑應為的D1=150mm

3.2 改變固定方式,解決鎖緊本體的穩固問題

鎖緊本體的穩固是軋機的穩定的基礎。因此，在優化設計時，將鎖緊裝置的安裝方式改進，取消鍵塊定位，而采用4個φ30mm螺栓進行固定，并且將連接底板進行鉆孔攻絲，使螺栓直接與底板絲接;同時考慮安裝空間和緊固方式，將外六角螺栓改為內六角螺栓。

將350軋機鎖緊缸改型實施后，效果相當明顯。不僅消除了鎖緊間隙，增加了鎖緊力，而且鎖緊本體更加穩固。避免了生產工換輥后焊接加固的工作，降低了工人勞動強度，更縮短了換輥時間。

4 結語

(1)本次優化設計，通過對鎖緊缸和連接底座的改造，徹底解決了鎖緊不可靠的問題，也降低了軋鋼工藝故障的發生率。(2)通過優化，提高了設備的生產效率和鋼材的成材率，增加了生產效益，每年可增加收益60余萬元。(3)經過優化后，鎖緊裝置的故障率大大降低，減少了備件使用和液壓油的消耗。