步進(jìn)式冷床工作原理與安裝制造.doc

1、步進(jìn)式齒條冷床設(shè)計(jì)原理與制造安裝摘要：把握步進(jìn)式冷床的制造與安裝，關(guān)鍵掌握冷床設(shè)計(jì)和工作原理關(guān)鍵詞：步進(jìn)式冷床、齒條、長軸裝配、軸承概 述：步進(jìn)式齒條冷床是現(xiàn)今棒材連軋生產(chǎn)線中重要設(shè)備之一,主要功能為接收、傳遞以及冷卻軋件。由于一套步進(jìn)式冷床機(jī)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備噸位大,因此制造、安裝難度較大，如何建造好一條步進(jìn)式冷床，如何把握制造和安裝的度，是一個(gè)冶金設(shè)備制造者需要經(jīng)常思考的問題，如果不能對步進(jìn)式冷床的設(shè)計(jì)理念、工作原理、使用情況很好的理解,就會(huì)在制造、安裝時(shí)處處為難。而把握和掌握步進(jìn)式冷床的設(shè)計(jì)和工作原理，對冷床系統(tǒng)的制造安裝就會(huì)拿捏的恰到好處。分 析：步進(jìn)式冷床是軋件冷卻和傳輸?shù)囊苯鹪O(shè)備，軋件經(jīng)

2、步進(jìn)式冷床后，由900多度的高溫降到了近100度，步進(jìn)式冷床在軋件的冷卻、成形上起著主要作用。其設(shè)計(jì)與制造質(zhì)量直接決定軋件的成形質(zhì)量。一套步進(jìn)式冷床是一個(gè)系統(tǒng)工程，此種設(shè)備不僅零件繁多而復(fù)雜，單輸入輥?zhàn)泳陀悬c(diǎn)164個(gè)，而且冷床本體裝配起來占地面積很廣，立體效果很強(qiáng)，是步進(jìn)式冷床設(shè)備中標(biāo)志性的一個(gè)大部件。一套60萬噸的棒材軋鋼線設(shè)備冷床區(qū)雖然只有七百多噸，但裝配起來后占地面積達(dá)到12m*120m（如圖一：步進(jìn)式冷床平面簡圖），著實(shí)為制造和安裝帶來不少困難。圖一 步進(jìn)式冷床平面簡圖1-輸入輥道；2-上撥鋼裙板；3-冷床本體；4-成排下?lián)茕摍C(jī)構(gòu)，5-輸出輥道雖然說步進(jìn)式冷床零件繁多而復(fù)雜，但也是有規(guī)

3、律可循的。常規(guī)的步進(jìn)式冷床主要由五部分組成：輸入輥道、上卸鋼裝置、冷床本體、成排鏈裝置、輸出輥道裝置（見圖一）。圖一所示從左到右的方向?yàn)檐埣诶浯采系倪\(yùn)轉(zhuǎn)方向。步進(jìn)式冷床工作時(shí)，高溫軋件由成品飛剪剪切后進(jìn)輸入輥道，經(jīng)過平輥運(yùn)輸輥道逐步過渡到斜輥運(yùn)輸裝置，然后輸送至上卸鋼裝置，經(jīng)撥料裝置、固定裙板、上升裙板等一系列部件進(jìn)入冷床本體，并在移動(dòng)的過程序中冷卻。由成排鏈裝置收集后卸到輸出輥道。再由輸出輥道將其運(yùn)送到冷剪機(jī)定尺剪切為成品（見圖二）。圖二 步進(jìn)式冷床工作原理示意圖1輸入輥道裝置，2、3上卸鋼裝置，4、5冷床本體，6成排鏈裝置，7輸出輥道裝置，8撥料裝置電機(jī)，9撥料裝置減速機(jī)，10動(dòng)齒條減速

4、機(jī)，12移鋼裝置冷床生產(chǎn)能力取決于冷床床面尺寸，其冷床寬度取決于被冷卻軋件的最大長度，冷床長度是確定冷床生產(chǎn)能力的主要參數(shù)，它的計(jì)算原則是在保證軋機(jī)產(chǎn)量的情況下，滿足軋件所需的冷卻時(shí)間。 整個(gè)冷床上部是由鋼結(jié)構(gòu)件組成（見圖二），分別由一組布置在支座上的固定齒條和一組設(shè)置在冷床升降裝置上的活動(dòng)齒條所組成。軋件從升降滑板上卸料，滾到矯直板第一個(gè)齒上，并靜止下來。冷床主傳動(dòng)電機(jī)接到信號開始啟動(dòng)，電機(jī)通過減速機(jī)帶動(dòng)偏心輪運(yùn)轉(zhuǎn)，在偏心輪每一個(gè)循環(huán)中，動(dòng)齒條裝置中的單托輥和雙托輥將帶動(dòng)動(dòng)齒條做步進(jìn)運(yùn)動(dòng)。軋件在動(dòng)齒條的帶動(dòng)下被舉升并放置在矯直板（或齒條）下一個(gè)齒上。通過活動(dòng)齒條的提升前進(jìn)(后退)下降后退(向

5、前移動(dòng))，使得軋件向前移動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過程中，可以看出軋件始終是在滾動(dòng)中循環(huán)的（圖三）。經(jīng)過多次循環(huán)后，軋件被放置在對齊輥道的第一個(gè)齒上。軋件在對齊輥道的驅(qū)動(dòng)下，逐步被移送到固定擋板上并縱向?qū)R。圖三 軋件一個(gè)步進(jìn)循環(huán)在正常工作狀態(tài)下，冷床上軋件的步進(jìn)是根據(jù)軋制頻率決定的，依據(jù)軋件直徑來選擇單齒或雙齒的軋件步進(jìn)。冷床配有不同的工作循環(huán)，這要根據(jù)不同上料方式而定。其工作循環(huán)有以下幾種：軋件旋轉(zhuǎn)循環(huán)；單齒向前移動(dòng)；雙齒向前移動(dòng)等。在軋件移動(dòng)的初始位置上可以預(yù)先收集軋件。步進(jìn)冷床每排放1根軋件，或放24根軋件，運(yùn)行方式是不一樣的。例如放2根軋件時(shí)，先到的一根軋件等到第二根軋件到達(dá)后，再一起向前步進(jìn)，但這

6、個(gè)等待并不是原地不動(dòng)，而是向后退一個(gè)位置(不是向前)與第二根軋件對齊后再一起向前步進(jìn)。冷床橫梁設(shè)備(即齒床床面)在車間地平面較高的地方，這樣有利于空氣流通，便于軋件冷卻。當(dāng)然有的冷床還在冷床床面下面加設(shè)吹風(fēng)裝置，以便加速軋件冷卻。冷床末端有升降機(jī)構(gòu)和分料器可把軋件放置到成排鏈上。圖四 步進(jìn)冷床動(dòng)齒條前進(jìn)運(yùn)動(dòng)軌跡。軋件在動(dòng)齒條的帶動(dòng)下被放置到靜齒條最后一個(gè)齒上，并觸發(fā)信號檢測裝置。接到信號后，升降傳動(dòng)裝置的電機(jī)啟動(dòng)，通過擺桿運(yùn)動(dòng)，將成排鏈整體托起，直至成排鏈與定齒條齒底高齊平。同時(shí)，接到信號后，托鋼裝置中的電液推桿開始啟動(dòng)，動(dòng)作中托架將軋件托起，放在成排鏈上。此時(shí)電液推桿完成一個(gè)循環(huán)并復(fù)位。在電

7、液推桿開始工作時(shí)，升降擋板裝配中的氣動(dòng)系統(tǒng)開始工作，升降擋板上升，使軋件在橫向上對齊，當(dāng)一軋件進(jìn)入成排鏈并被對齊后，成排鏈通過鏈傳動(dòng)將軋件帶到冷床輸出輥道上方。這時(shí)，升降裝置處于最高位，升降傳動(dòng)裝置的電機(jī)抱閘松開。升降裝置靠自重下落，下落最低點(diǎn)時(shí)，成排鏈面低于冷床輸出輥?zhàn)幼罡呙?，此時(shí)，軋件被擱置在冷床輸出輥道上。成排鏈在升降傳動(dòng)裝置的驅(qū)動(dòng)下由低位回到接料點(diǎn)，準(zhǔn)備下一次接料，開始下一個(gè)循環(huán)。從以上冷床區(qū)動(dòng)作原理上來看，步進(jìn)式冷床是通過一個(gè)個(gè)步進(jìn)循環(huán)將軋件傳輸出冷床區(qū)的。由于要將很長的倍尺軋件傳送出冷床區(qū)，步進(jìn)式冷床對同步性要求高，相同零件同步作業(yè)要求高。所以步進(jìn)式冷床制造安裝特點(diǎn)也就凸現(xiàn)出來了。

8、1、輸入輥道配置冷卻風(fēng)機(jī)的專用變頻輥道電動(dòng)機(jī)單獨(dú)直聯(lián)輥?zhàn)?輥?zhàn)硬馁|(zhì)采用耐磨的灰鑄鐵,精加工后,需做動(dòng)平衡試驗(yàn),合格后,再進(jìn)行等溫淬火處理,使其達(dá)到較高的綜合機(jī)械性能和耐磨性。輸入輥道輥?zhàn)佑幸欢ń嵌葍A斜,因此在安裝時(shí)必須保證輥面在同一平面上,同時(shí)輥?zhàn)又行膽?yīng)在輥道中心線上,其誤差不得超過0.5mm,安裝時(shí)主要采用水平儀等工具及全長上拉直線的方法,來保證安裝的準(zhǔn)確性。2、步進(jìn)式冷床的平面度較高。所以在安裝好的冷床要求達(dá)到:總平面度誤差不大于5mm (指動(dòng)齒條、靜齒條、矯直板裝置在任意位置時(shí)) ,其直線度必須滿足用長5m檢驗(yàn)圓棒在臺(tái)面的任意位置檢驗(yàn)時(shí),不允許有2個(gè)以上不接觸的面齒存在。3、若要保證棒材

9、在冷床本體段內(nèi)能完全制動(dòng)停止,就要求它必須有一定的裙板長度。因工況多變,可通過調(diào)節(jié)副冷床段上的液壓離合器,調(diào)節(jié)出不同長度的有效裙板,可以避免在出現(xiàn)軋件追尾現(xiàn)象。裙板的動(dòng)作周期,隨棒材的品種、軋制速度不同,需要作相應(yīng)的調(diào)整。4、裙板裝置中的連桿由于上鋼頻繁，須有很好的抗疲勞性能，機(jī)加工前必須進(jìn)行熱處理,消除焊接內(nèi)應(yīng)力,選用剖分面為加工基準(zhǔn),配對鏜孔,加工鍵槽后,采用專用靠模,配對加工,保證其互換性;5、裙板裝置中傳動(dòng)軸材質(zhì)為45#圓鋼,在機(jī)加工前需調(diào)質(zhì)處理,同一根軸上的各段鍵槽必須在龍門銑床上, 一次裝夾來完成加工,出廠前必須進(jìn)行分段組裝?，F(xiàn)場安裝時(shí),將各段機(jī)構(gòu)調(diào)整至同一水平,全長上拉線保證各段

10、傳動(dòng)軸安裝后,軸心線誤差不超過0.5mm,同時(shí)保證傳動(dòng)軸軸心線與輸入輥道中心線、平行度偏差不大于0. 5mm,試車時(shí)通過調(diào)整調(diào)節(jié)桿的長度,來保證裙板升降的一致性。6、冷床本體長軸傳動(dòng)裝置:是實(shí)現(xiàn)齒條步進(jìn)的主要機(jī)構(gòu),控制每次步進(jìn)的距離。由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)減速箱,通過減速箱的雙出軸帶動(dòng)裝有偏心輪的長軸,從而使壓在偏心輪上的動(dòng)齒條裝置進(jìn)行步進(jìn)動(dòng)作。其安裝要求是保證裝配好的長傳動(dòng)軸上的偏心輪的偏移方向一致,確保托在偏心輪上的整個(gè)動(dòng)面,處于同一高度平面上; 這一切可以通過改善零件加工工藝,減少積累誤差,來滿足使用要求。長傳動(dòng)軸材質(zhì)為45#鋼,要求使用同一批號圓鋼制作而成,其加工和安裝要求同裙板傳動(dòng)軸要求相同。

11、軸上的軸承除一端定位外，其余軸承應(yīng)有移動(dòng)的余地。以適應(yīng)軸的伸縮。由于是長軸裝配，在裝配軸時(shí)，必須做好軸承的同心度、兩根軸間的平行度、垂直度以及軸與聯(lián)軸器的同心度檢查，軸承的同心度用掛線方法來檢查，兩根軸的垂直度與平行度用角尺、內(nèi)徑千分尺寸以及塊規(guī)、掛機(jī)線和用搖臂的方法測量。7、剛性聯(lián)軸器為剖分式聯(lián)軸器,材質(zhì)為45#鑄鋼,關(guān)鍵是保證鍵槽的加工精度,使鍵槽的對稱誤差保持一致,成對聯(lián)軸器需做好記號。使用百分表對聯(lián)軸器找正，并測徑向間隙和軸向間隙。聯(lián)軸器的找正可用1點(diǎn)測量、2點(diǎn)測量或4點(diǎn)測量的方法進(jìn)行，進(jìn)行多點(diǎn)測量可以獲得較高的精度，但應(yīng)注意，所謂一點(diǎn)法測量是指在測量一個(gè)位置上的徑向間隙時(shí)，同時(shí)還測量

12、同一位置的軸向間隙。安裝時(shí)，對于精度不高或小型機(jī)器，在調(diào)整時(shí)，可采用逐次試加或試減墊片以及左右敲打移動(dòng)主動(dòng)機(jī)的辦法。對于精密和大型的機(jī)器，在調(diào)整時(shí)，則應(yīng)通過測量計(jì)算來確定應(yīng)加或應(yīng)減墊片的厚度和沿水平方向左右的稱動(dòng)量。8、冷床本體中偏心輪材質(zhì)為45#鑄鋼,要求各個(gè)偏心輪偏心距一致,鍵槽方向一致。粗加工后,調(diào)質(zhì)處理,精加工時(shí),以內(nèi)孔為基準(zhǔn),車削外圓,保證零件的互換性,對外圓表面進(jìn)行高頻淬火,保證其使用壽命。9、冷床本體齒條的原料為寬厚鋼板,需先在數(shù)控火焰切割機(jī)床上下料,先切割鋸齒邊,后割直邊,保證表面的粗糙度為ra12.5,保證齒間距尺寸誤差不大于0. 1mm,累積誤差不大于0. 5mm;然后進(jìn)行

13、校直,以齒面為基面,采用靠模式成組的在龍門銑床上加工安裝孔。現(xiàn)場安裝前應(yīng)對齒條進(jìn)行再次校直。10、矯直板裝置:其用于制動(dòng)、矯直軋件,若齒形誤差超差,會(huì)影響軋件的直線度及外觀質(zhì)量。矯直板材質(zhì)為灰鑄鐵,經(jīng)過二次定性處理后,使用龍門刨上的對刀板及專用數(shù)控裝置,采用多件裝夾,來完成成批加工,并用樣板檢驗(yàn)齒形的準(zhǔn)確性。安裝時(shí),沿來鋼方向,不準(zhǔn)存在高點(diǎn)。11、成排鏈輸送機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)軸材質(zhì)為45#鋼,其加工和安裝要求同裙板傳動(dòng)軸要求相同;鏈輪加工后,齒面表面淬火,要求鍵槽方向一致,且具有互換性。安裝鏈條導(dǎo)軌時(shí)必須與鏈條運(yùn)行方向保持一致。12、輸出輥道其主要作用是輸送由下?lián)茕摍C(jī)構(gòu)撥下的成排棒材。輥道有集體傳動(dòng)、單獨(dú)傳動(dòng)