熱鍍鋅線涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)的改進分析

馬 加，丁鐵峰

（河鋼集團邯鋼公司冷軋廠，河北 邯鄲 056015）

邯鋼冷軋廠鍍鋅線是一條從意大利DANIELI公司引進的國際現代化帶鋼生產線，生產產品厚度主要分布在1.2~4.0 mm之間，年生產能力為36萬t。輥涂機為鍍鋅線帶鋼表面鈍化工藝的關鍵設備。帶鋼鈍化的目的：防止鍍層因氧化而產生“白銹”。鈍化原理：鉻酸具有強烈的氧化性，可提高鍍鋅表面的氧濃度，氧吸附在鋅層表面，因受金屬內電子的吸引，氧原子的正極向金屬側移動，負極對向溶液，氧原子的存在促使鋅層的電位偏向較正值，使鋅的活性下降，從而出現可“鈍化”現象。鈍化后的帶鋼經熱風吹干后進入下一道工序。因此，輥涂機在鍍鋅生產工藝過程中有著不可或缺的作用。

1 輥涂機的結構與工作原理分析

輥涂機整體機構分為：上機架（固定機構）、下機架（可移動機構，方便移出帶鋼，利于換輥）、上涂輥、下涂輥、上涂輥開合機構、下涂輥開合機構、上微調機構、下微調機構、上蘸料輥和鋼輥間隙調整機構、下蘸料輥和鋼輥間隙調整機構。正常生產期間，涂機上下涂輥處于閉合狀態(tài)，涂輥與帶鋼上下表面接觸并形成壓力，才能達到鈍化效果；當帶鋼焊縫經過涂機時，涂機上下涂輥處于打開狀態(tài)，這樣可保證將帶鋼焊縫對涂輥的損壞降到最低。上下涂輥的開合由上下涂輥開合機構在其各自的驅動系統(tǒng)中完成。涂輥開合機構驅動系統(tǒng)包含液壓缸和驅動臂，生產期間焊縫經過涂機時，液壓缸推動驅動臂將開合機構打開或者關閉，但由于原驅動系統(tǒng)結構設計不合理，易造成驅動系統(tǒng)中液壓缸螺紋頭斷裂問題。為了保證機組的穩(wěn)定運行，并保障帶鋼鈍化效果，對涂機涂輥開合機構的驅動系統(tǒng)進行改造。

2 存在問題及原因分析

原涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)的結構如圖1所示。

圖1 原涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)結構示意圖

2.1 液壓缸固定位置不合理

涂機涂輥開合驅動機構中的關鍵動力設備為液壓缸，通過耳軸支架連接液壓缸耳軸，耳軸支架固定在機架內側平面，液壓缸位置通過耳軸支架固定在機架內側。由于液壓缸在缸身的垂直方向上沒有活動余量，若驅動臂位置發(fā)生改變，與液壓缸行走方向不再保持垂直，在液壓缸和驅動臂間形成一定夾角，會使液壓缸螺紋頭受到的彎曲應力加大，而液壓缸螺紋頭為液壓缸缸桿中最薄弱位置，極易造成螺紋頭的斷裂。

2.2 液壓缸和驅動臂連接形式不合理

涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)中的液壓缸與缸桿螺紋頭及驅動臂連接，三者之間屬機械硬連接，一旦驅動臂位置發(fā)生改變，同樣會因液壓缸螺紋頭所受彎曲應力加大而導致螺紋頭的斷裂。

2.3 驅動臂固定形式不合理

涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)中驅動臂通過兩條M16螺栓固定在開合機構上，由于驅動臂上螺栓孔開口較大，使得液壓缸在推動驅動臂的過程中，驅動臂在開合機構上的位置出現瞬間扭動，隨著使用時間的加長，固定驅動臂的兩條M16螺栓就會產生疲勞失效斷裂，驅動臂位置隨之發(fā)生改變，與液壓缸行走方向不再垂直，使得液壓缸和驅動臂在連接位置產生彎曲應力，液壓缸易發(fā)生斷裂。

3 改進方案及措施

改造后涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)的結構如圖2所示。

圖2 改造后涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)的結構示意圖

3.1 液壓缸位置固定方式改造

針對涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)中液壓缸位置固定方式設計不合理帶來的問題，對液壓缸位置固定方式進行改造。改造的最終目的是使液壓缸在缸身垂直方向上有活動余量。根據這一要求，首先制作液壓缸耳軸支架支撐板（見圖2），根據耳軸支架在機架上的位置確定螺栓孔位置，后在制作完成的支撐板上制作固定耳軸的螺栓孔；再根據現場涂機生產使用要求，將制作好的耳軸支架支撐板垂直焊接到機架內側，并在底部加裝筋板[1]，然后通過耳軸支架將液壓缸固定到焊接完成的耳軸支架支撐板上，這樣就達到了液壓缸在缸身垂直方向上可沿機架內側面自由轉動的目的。

3.2 液壓缸和驅動臂連接形式改造

針對涂機開合機構驅動系統(tǒng)中液壓缸和驅動臂連接形式對現場生產要求造成的影響問題，對液壓缸和驅動臂的連接形式進行改造。改造的目的是減少或者杜絕液壓缸和驅動臂連接處產生的彎曲應力，將原來的機械硬連接改造為軟連接。首先將液壓缸螺紋頭去掉，在原來螺紋頭的位置焊接和液壓缸缸桿直徑大小一致的螺母（如圖2中的焊接螺母1），在驅動臂和液壓缸連接的螺紋孔處焊接同樣的螺母（圖2中的焊接螺母2）；再在兩個螺母中間，將液壓缸和驅動臂通過鋼絲繩進行連接。這樣就可將液壓缸和驅動臂連接處產生的彎曲應力完全消除[2]，還能達到軟連接的目的。

3.3 驅動臂固定形式改造

由于對涂機涂輥開合機構驅動系統(tǒng)中液壓缸位置的固定方式進行了改造，相較于原來的固定位置，液壓缸內側面之間的距離有所加大，相應的驅動臂與內側面間的距離也應加大，以保證驅動臂和液壓缸在同一平面（見圖2）。首先制作尺寸合適的墊板來平衡驅動臂和機架內側面產生的間隙，然后將驅動臂和墊板焊接，墊板和開合機構焊接，驅動臂通過焊接的形式取代了原來的螺栓固定形式，而焊接形式在不發(fā)生開裂的情況下，驅動臂位置則完全不會發(fā)生改變。

4 改進后效果

4.1 提高成材率

涂輥開合機構驅動系統(tǒng)改造成功后，從根本上杜絕了涂輥開合機構驅動系統(tǒng)中液壓缸螺紋頭斷裂造成的帶鋼無法正常鈍化的問題發(fā)生，提高了產品鹽霧試驗成功率，提高了合格產品的成材率，保證了輥涂機的正常使用，杜絕了由于該原因造成的停車事故，減少了廢品產出，保證了生產的順利進行。

4.2 減少備件消耗

涂輥若無法正常打開，很容易出現粘鋅或者刮傷，而涂輥出現粘鋅或者刮傷則必須更換。改造前，月平均消耗涂輥10支，改造后，月平均消耗6支，月可節(jié)省4支涂輥，每支涂輥5 998元，月節(jié)省涂輥費用5 998×4=23 992元，年可節(jié)約備件費用23 992×12=287 904元≈28.8萬元。

5 結語

通過對涂輥開合機構驅動系統(tǒng)中液壓缸位置固定方式進行改造，保證了液壓缸在行走的垂直方向上可以自由轉動；通過對液壓缸和驅動臂之間的連接方式進行改造，保證了液壓缸和驅動臂之間不受彎曲應力；通過對涂輥開合機構驅動系統(tǒng)中驅動臂固定形式進行改造，將驅動臂位置徹底固定。改造后的輥涂機上下涂輥開合正常，滿足生產要求，涂輥開合驅動機構的液壓缸螺紋頭未出現斷裂現象。