熱剪前轉轍器導槽的改進試驗

姜明洋，曲祥旭

(1.山東恒邦冶煉股份有限公司，山東 煙臺 264100； 2.河北工業大學，天津 300401)

0 引 言

在軋鋼線上，需要對進入精軋機組PSM(德國西馬克的5機架380型三輥機組)中的待軋棒材進行切頭、切尾及隨時準備將其碎斷，以保證精軋機組設備的正常和穩定運行[1-2]，這一功能由精軋機組前的組合剪和碎斷剪來實現，組合剪包括曲柄模式和回轉模式，以此來實現對直徑25.4～112.5 mm軋件的剪切，碎斷剪用來發生意外時進行碎斷。

轉轍器在軋件剪切過程中起到了至關重要的作用，為防止切頭和切尾剪斷的鋼頭進入到輸送輥道中，需要轉轍器將待軋件提前導向到廢料槽中，剪切完的瞬間通過液壓缸迅速將導槽推到軋線的位置，以保證整個過程穩定進行[3,4]。遇到意外情況需要碎斷時，通過水平液壓缸和豎直液壓缸將軋件導入碎斷剪中進行碎斷，軋線的生產工藝要求生產不同規格的鋼材對應轉轍器導槽的規格也各不同，然而各種導槽的來回切換嚴重影響了出鋼節奏，甚至容易出現規格不對應而導致軋件撞擊剪刃，造成堆鋼，對此，筆者通過對轉轍器前導槽進行改進，當需要切換不同規格軋件時，不再需要更換導槽，對于保持生產穩定和節約檢修時間具有現實意義。

1 轉轍器導槽改造前的問題分析

導槽通過銷軸固定到底座上，導槽的移動通過豎直和水平兩個方向的液壓缸推動，如圖1所示。剪前轉轍器導槽的尺寸共有三種，最大導槽適用待剪切棒材直徑范圍81～112.5 mm，中間尺寸適用直徑范圍51～64 mm，最小尺寸適用直徑范圍為25～40 mm，因此不同尺寸的軋件需要更換不同的轉轍器導槽。

圖1 轉轍器和導槽示意圖1.導槽 2.底座 3.液壓缸 4.銷軸 5.支撐座

改造前轉轍器導槽的結構如圖2所示。導槽主要包括兩邊的側板和內側的耐磨板，內側耐磨板通過螺栓鎖緊到兩邊的側板上，開口度無法進行調整，如圖3所示。改造之前存在的問題有：①軋鋼線如果有輕微的偏離中心線，會嚴重磨損兩側的耐磨板而無法進行調節；②軋制不同規格的鋼材，需要耗費大量的時間來更換工裝，影響生產。

圖2 結構示意圖

圖3 不同尺寸的導槽

2 轉轍器導槽改造后的應用效果

對導槽進行改進，將其內側的耐磨板改成可調節式，在更換不同規格的軋件時，不需要再更換導槽，大大簡化了工序步驟，線上熟練工人每次更換導槽需要的時間超過30 min，改造之后，可節省大量的時間，提高了生產效率。改造部位示意圖如圖4所示。

圖4 可調劑側板示意圖1.絲桿 2.螺母 3.定位塊 4.螺母 5.內側耐磨板 6.側板

將絲桿通過側板的圓孔，與內側耐磨板焊接固定，絲桿另一側由兩個螺母和一個定位塊組成，定位塊固定到轉轍器底座上，通過調節定位塊兩側的螺母，可實現內側耐磨板的位置調節。圖中右側的螺母負責調節耐磨板的位置，左側的螺母擰緊到定位塊上，可鎖緊絲桿的軸向位置，從而限制內側耐磨板的移動。將改造之后的轉轍器導槽，運用到生產線上，如圖5所示。

圖5 改造后導槽示意圖

3 擰緊力矩計算

當調節好內側耐磨板位置后，需要通過兩側螺母鎖定其位置，防止發生耐磨板發生晃動，通過對擰緊力矩進行計算，驗證操作的可行性。螺栓的公稱直徑d=24 mm，螺距P=2 mm，則螺紋原始三角形高度[5]為：

H=0.866×P=0.866×2=1.732(mm)

(1)

外螺紋小徑為：

(2)

螺紋中徑為：

(3)

計算直徑為：

(4)

螺栓公稱應力截面積為：

=304.13 (mm2)

(5)

螺栓材料的屈服強度為:

σs=114 (MPa)

(6)

擰緊力矩為:

T=K×σs×As×d=0.12×114×304.13×24÷1 000

=99.85 (N·m)

(7)

通過計算，所需力矩滿足實際操作要求，說明改進具有可行性。

4 結 語

通過對轉轍器導槽結構的設計和改進，使其成為可調節式，尺寸規格可以根據實際生產工藝進行隨意調節，改造之前，轉轍器內側耐磨板時常會出現磨損甚至斷裂的情況，改造之后，可調節耐磨板的位置，保證鋼材不與其產生摩擦。經過統計，由于更換工裝每個月更換轉轍器浪費的時間大約是250 min，改造之后大約只需要50 min，很大程度的縮短了更換工裝所需時間，減少了勞動強度同時提高了工作效率，為提高特鋼年產量創造有利條件。