碟簧式液壓鎖緊機構在滾切式圓盤剪系統中的應用

羅應義，劉 晶

（寶武集團中南鋼鐵韶鋼松山股份有限公司，廣東韶關 512123）

滾切式圓盤剪是寬厚板生產線的重要設備之一，主要功能是將軋制成型的鋼板兩側邊進行剪切，使鋼板寬度尺寸達到目標寬度。滾切式圓盤剪對鋼板寬度的設定主要通過調整固定側機架與移動側機架的位置進行調節。鋼板寬度調整到位后，液壓鎖緊機構將調整到位的圓盤剪與移動底座鎖住，以保證圓盤剪在進行帶鋼切邊過程中的位置保持不變，確保剪切的穩定性。一旦出現圓盤剪移動機架鎖定不穩，在剪刃巨大的剪切力作用下，將可能出現移動機架跑偏或晃動的問題，導致對鋼板寬度尺寸控制出現偏差，最后剪切出來的鋼板前后寬度尺寸超差，甚至可能出現剪切錯邊，形成鋼板邊部臺階，從而造成剪切質量事故。

1 液壓鎖緊機構結構

寬厚板生產線滾切式圓盤剪移動機架液壓鎖緊機構示意圖如圖1所示。液壓鎖緊機構主要由鎖緊油缸、鎖緊塊、鎖緊螺母組合而成，而鎖緊油缸的主要結構包括活塞，導向套、活塞桿、缸體、碟簧組件、擋圈等。

圖1 移動機架液壓鎖緊機構示意圖

鎖緊油缸內碟簧組件通常采用首尾2片平墊與中間成對的若干片彈性碟簧組成，具體所需彈性碟簧數量根據鎖緊油缸活塞桿行程量與所選擇碟簧的單片壓縮量進行設計計算得出。在碟簧質量性能控制上，要確保經過長時間的使用，碟簧自身的彈性壓縮能力不能出現明顯的衰減。如果鎖緊油缸的實際鎖緊力在動態地持續減弱，則滾切式圓盤剪移動機架將可能無法有效鎖緊，機架移位，而出現跑偏或晃動現象。

2 液壓鎖緊機構工作原理

滾切式圓盤剪移動機架液壓鎖緊機構液壓控制原理如圖2所示。

圖2 液壓鎖緊機構液壓控制原理

滾切式圓盤剪移動機架液壓鎖緊機構主要通過兩位四通電磁換向閥對油路進行控制，實現對鎖緊油缸的供壓與泄壓，進而實現鎖緊油缸的鎖緊與松開功能，具體過程為：當兩位四通電磁換向閥A 處于失電狀態時，鎖緊油缸無桿腔內壓力油經過節流閥通過電磁換向閥的B 口流向T 口，鎖緊油缸活塞桿在碟簧的彈性力作用下向缸體內回收，活塞桿拉動鎖緊塊夾緊移動機架，確保剪刃剪切時移動機架不出現跑偏或晃動，鋼板寬度尺寸不發生改變；當電磁換向閥A 處于得電狀態時，液壓系統油壓通過電磁換向閥的P 口流向B 口再經過節流閥進入鎖緊油缸無桿腔，推動鎖緊油缸活塞桿向外伸出，活塞桿再推動鎖緊塊松開移動機架，此時滾切式圓盤剪移動機架可自由移動，可進行鋼板寬度尺寸的調節。

3 液壓鎖緊機構安裝要點

通常情況下，液壓鎖緊油缸活塞桿行程只有5mm，如果安裝不到位將直接影響到鎖緊機構的鎖緊狀態與能否正常解鎖。

液壓鎖緊油缸碟簧組裝參考示意如圖3所示。

圖3 液壓鎖緊油缸碟簧組裝示意圖

如圖3 可知，兩組碟簧（1 和2，3 和4）的凸面凹面進行配合，碟簧2與碟簧3的凸面進行配合，平墊1與平墊2上下端面夾住四塊碟簧整體套入鎖緊油缸活塞桿導向套內。碟簧組配合組裝時需要檢查是否完全貼合，若出現某部位未完全貼合，有縫隙，則必須更換合適碟簧重新進行組配，保證完全貼合無縫隙為止。配合組裝的主要目的是增加碟簧的抗壓縮能力，避免單片碟簧易造成斷裂的風險。

鎖緊油缸活塞桿通過螺牙旋緊的方式與活塞相連緊固，若活塞桿未完全旋緊到位，則活塞桿脫出太長，將直接影響到鎖緊塊與固定底座的配合，無法實現鎖緊塊對移動機架的鎖緊作用，在剪切過程中機架出現跑偏或晃動，將造成鋼板剪切錯邊缺陷。因此活塞桿必須確保與活塞旋緊配合到底，建議做相應的防松措施，以避免生產過程中，受外力影響出現活塞桿反向旋轉，活塞桿與活塞逐漸松脫開來。

4 液壓鎖緊機構兩類關鍵問題分析

滾切式圓盤剪移動機架液壓鎖緊機構主要存在兩類關鍵問題鎖緊力過大，導致移動機架牢牢鎖死無法正常解鎖，從而影響到正常調整移動側機架的位置，無法設定鋼板寬度尺寸；不能有效鎖緊移動機架，導致在剪切鋼板的時候出現鋼板跑偏或機架晃動，影響鋼板剪切質量。下面針對這兩類關鍵問題分析原因并提出相應的解決措施。

（1）鎖緊力過大，機架不能移動問題原因分析。

①液壓電磁換向閥閥芯因異物發生卡阻或節流閥卡阻等故障，將直接導致液壓系統壓力油被阻斷，不能進入鎖緊油缸無桿腔，建立有效的壓力或所建立壓力不足，從而不能推動鎖緊缸活塞桿，導致鎖緊塊不能松開，移動機架無法克服阻力實現移動。通過更換液壓電磁換向閥或節流閥，可解決液壓系統壓力油正常供應的問題，解鎖移動機架鎖緊塊，實現機架的移動。

②液壓電磁換向閥閥芯磨損過劇，閥體內部嚴重竄油，導致液壓系統壓力油經過液壓電磁換向閥流回系統回油，鎖緊油缸無桿腔無法建立相應壓力，從而導致鎖緊塊不能松開機架無法移動，同上解決措施。

③液壓電磁換向閥電磁線圈故障或電磁插頭異常，導致始終處于失電狀態，鎖緊油缸無桿腔未建立相應壓力，鎖緊塊不能松開機架無法移動。檢查更換電磁換向閥插頭或電磁線圈可恢復正常。

④鎖緊油缸碟簧變形將可能導致碟簧卡死在油缸內部，鎖緊油缸無法打開。此種情況必須對鎖緊油缸進行解體，確認碟簧變形情況，進而更換質量合格的碟簧，重新進行裝配，恢復其原有的設備功能。

⑤鎖緊油缸碟簧組裝錯誤，影響到鎖緊裝置的有效壓縮量。在鎖緊油缸安裝更換時，油缸鎖緊機構可能出現鎖緊力過大，需要比正常更大的解鎖壓力，原設計的壓力不能克服當前鎖緊油缸的鎖緊力，從而造成機架不能移動。此種情況可通過兩種途徑進行解決，其一，對鎖緊油缸進行解體檢查，重新對碟簧進行正確的組裝；其二，調高液壓系統供油壓力，增大鎖緊油缸的解鎖壓力來實現強制解鎖。但此種做法只能作為臨時應急措施。

（2）機架不能有效鎖定，出現機架跑偏或晃動的問題原因分析。

①需從液壓控制系統進行排查，檢查電磁換向閥電磁插頭得失電狀態，檢測鎖緊油缸無桿腔壓力數值，能快速發現問題，通過更換新的電磁換向閥或處理電氣控制信號后，恢復油缸鎖緊力，從而解決機架跑偏或晃動問題。

②鎖緊油缸內某塊碟簧碎裂或全部碟簧碎裂，將直接導致鎖緊油缸失去鎖緊力，鎖緊裝置形同虛設，機架出現跑偏或晃動現象。通過對鎖緊油缸進行解體，碟簧是否碎裂一目了然，重新更換碟簧，保證鎖緊油缸的正常鎖緊力。

③鎖緊裝置鎖緊螺母緊固力度不足，鎖緊螺母緊固狀態檢查，應作為防止圓盤剪跑偏或晃動問題的一項常規性項目，且在每次更換新的鎖緊油缸后，需重點對鎖緊螺母的緊固狀態進行確認。對鎖緊螺母做一定的防松措施，避免鋼板剪切過程中的松動，造成突發或漸進式的機架跑偏問題。

④鎖緊塊與固定底座相配合的斜面磨損或固定底座斜面磨損凹凸不平。鎖緊塊與固定底座通過兩個斜面相互配合，如果其中一個斜面或兩個斜面均存在磨損或黏附異物，二者的配合面不緊貼，甚至存在明顯的縫隙，在該狀態下對鎖緊螺母的緊固可能不可靠。因此必須仔細檢查鎖緊塊與固定底座兩個配合斜面的平整度，并進行修磨，以保證安裝時二者配合面緊貼，無縫隙。

通過以上對滾切式圓盤剪移動機架液壓鎖緊機構兩類關鍵問題的分析，找到圓盤剪移動機架跑偏或晃動現象可能的成因，結合現場實際，提出一系列針對性的解決措施，消除圓盤剪剪切鋼板時的跑偏現象，確保圓盤剪剪切穩定性。

5 結束語

文中闡述了寬厚板滾切式圓盤剪移動機架碟簧式液壓鎖緊機構的結構原理，碟簧式液壓鎖緊油缸內部的碟簧配合組裝方式，探討了碟簧式液壓鎖緊油缸在寬厚板生產線滾切式圓盤剪系統中的應用，分析了碟簧式液壓鎖緊機構對圓盤剪移動機架跑偏或晃動可能造成的影響，并對應地提出了一系列解決問題的措施。進一步深刻理解碟簧式液壓鎖緊機構是寬厚板生產線滾切式圓盤剪系統的重要組成部分，對圓盤剪移動機架的鎖緊起到非常關鍵的作用。