棒材步進(jìn)式冷床的制造安裝難點(diǎn)淺析

1、棒材步進(jìn)式冷床的制造安裝難點(diǎn)淺析徐言東1韓守梅1程知松1吳玉霞2楊占明3(1:北京科技大學(xué)北京100083;2:北京冶金設(shè)備研究設(shè)計(jì)總院北京100029;3:河北宣化鋼鐵有限公司第二軋鋼廠宣化075100摘要步進(jìn)式冷床由于具備矯直、冷卻軋件溫度均勻等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于棒材連軋線(xiàn)。但其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,安裝要求精度高,若能在制造過(guò)程中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān),對(duì)重要零部件加工工藝進(jìn)行優(yōu)化,將會(huì)給安裝調(diào)試工作帶來(lái)方便,做到省時(shí)省錢(qián)。關(guān)鍵詞步進(jìn)式冷床制造安裝中圖分類(lèi)號(hào)TG333.3文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼BAnalysis of Manufacture and I nst all ati on forBar Walki n g Bea

2、m Cooli n g BedXu Yandong 1Han Shoumei 1Cheng Zhisong 1W u Yuxia 2Yang Zhanm ing3(1:University of Science and Technol ogy Beijing;2:Beijing Research Design I nstitute ofMetallurgical Equi pment;3:Hebei Xuanhua Ir on &Steel Co .;L td ABSTRACT W alking bea m cooling bed with the advantage of recti

3、ficati on and even up cooling is widely used f or bar continuous r olling line .However,its structure is comp licated,and its installati on p recisi on is higer .I f s o strictly contr ol the p r ocess quality and op ti m ize the p r ocess technique,the installati on and testing will be easier,sav 2

4、ing ti m e and money .KE YWO R D S W alking bea m cooling bed Manufacture I nstallati on1前言步進(jìn)式冷床是棒材連軋生產(chǎn)線(xiàn)中一個(gè)重要輔助設(shè)備,具有適應(yīng)連軋化、高速化、自動(dòng)化和切分軋制等優(yōu)點(diǎn),已得到較廣泛應(yīng)用。由于冷床機(jī)構(gòu)復(fù)雜、設(shè)備噸位大,制造、安裝難度較大,若制造廠家對(duì)工作原理、使用要求不甚了解,在制造、安裝時(shí)會(huì)遇到較大困難;若參照筆者摸索的設(shè)計(jì)、制造、安裝方面的經(jīng)驗(yàn),就可以少走彎路,降低造價(jià),降低安裝難度,為順利試車(chē)打好基礎(chǔ),縮短整個(gè)生產(chǎn)線(xiàn)的調(diào)試時(shí)間。2步進(jìn)式冷床的制造、安裝特點(diǎn)安裝好的冷床要求達(dá)到:總平面

5、度誤差不大于5mm (指動(dòng)臺(tái)面、靜臺(tái)面、矯直板裝置在任意位置時(shí),其直線(xiàn)度必須滿(mǎn)足用長(zhǎng)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。要滿(mǎn)足上述要求,必須深入了解冷床的輥道、上撥鋼機(jī)構(gòu)、冷床本體、成排下?lián)茕摍C(jī)構(gòu)、輸出輥道五個(gè)部分的工作原理,了解每個(gè)零部件在冷床中所起的作用,工作面的具體位置,保證其制造加工質(zhì)量、安裝質(zhì)量,縮短調(diào)試時(shí)間,使冷床盡早滿(mǎn)足生產(chǎn)要求。本文介紹的是采用提升裙板的上撥鋼裙板、直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)長(zhǎng)軸傳動(dòng)裝置、液壓輸送小車(chē)的成排下?lián)茕摍C(jī)構(gòu)等先進(jìn)技術(shù)的步進(jìn)式冷床的制造、安裝。步進(jìn)式冷床由24Total No 1151June 2005冶金設(shè)備MET ALLURG

6、I C AL E QU I P ME NT 總第151期2005年6月第3期作者簡(jiǎn)介:徐言東,男,1964年出生,畢業(yè)于北京科技大學(xué),高級(jí)工程師,長(zhǎng)期從事小型軋鋼設(shè)備的研發(fā)工作輥道、上撥鋼裙板、冷床本體、成排下?lián)茕摍C(jī)構(gòu)、輸出輥道五部分組成,其平面圖如圖1所示 。圖1步進(jìn)式冷床平面簡(jiǎn)圖1-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2.1輥道其主要作用是將由成品倍尺飛剪按倍尺分段后的棒材,輸入到加速輥道上,使相鄰2段棒材拉開(kāi)距離,便于錯(cuò)頭上冷床。它由加速輥道和輸入輥道組成,其中加速輥道輥?zhàn)釉谳斎胼伒赖娜拱逯坝?°過(guò)渡到12°。輥道配置冷卻風(fēng)機(jī)的專(zhuān)用變

7、頻輥道電動(dòng)機(jī)單獨(dú)直聯(lián)輥?zhàn)?輥?zhàn)硬馁|(zhì)為灰鑄鐵,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。工藝要求輸入輥道輥?zhàn)右砸欢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(xiàn)上,其誤差不得超過(guò)±0.5mm,安裝時(shí)主要采用水平儀等工具及全長(zhǎng)上拉直線(xiàn)的方法,來(lái)保證安裝的準(zhǔn)確性。2.2上撥鋼裙板其作用是將從輸入輥道滑入的棒材進(jìn)行制動(dòng),并將其撥入矯直板的第一個(gè)齒形槽內(nèi)。從功能上,可分為副冷床段、冷床本體段。若要保證棒材在冷床本體段內(nèi)能完全制動(dòng)停止,就要求它必須有一定的裙板長(zhǎng)度。因工況多變,可通過(guò)調(diào)節(jié)副冷床段上的液壓離合器,調(diào)節(jié)出不同

8、長(zhǎng)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。裙板驅(qū)動(dòng)有兩種型式:一是由電動(dòng)機(jī)或液壓缸驅(qū)動(dòng)拉桿式結(jié)構(gòu),二是液壓缸驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)。拉桿式機(jī)構(gòu)采用一套電動(dòng)或液壓傳動(dòng)裝置,由于拉桿長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng),會(huì)在整根拉桿總長(zhǎng)度上產(chǎn)生積累誤差,裙板上表面不易保持在同一平面上,雖然可通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿使之達(dá)到安裝要求,但會(huì)因環(huán)境溫度過(guò)高、上鋼機(jī)構(gòu)動(dòng)作頻繁,長(zhǎng)拉桿發(fā)生蠕變,出現(xiàn)裙板前高后低或前低后高,造成棒材彎曲,影響成材率,在靠近傳動(dòng)裝置的拉桿易出現(xiàn)疲勞折斷現(xiàn)象。而上撥鋼機(jī)構(gòu)采用液壓傳動(dòng)機(jī)構(gòu),在整個(gè)機(jī)構(gòu)上均勻分布著若干只油缸,通過(guò)電、液控制,實(shí)現(xiàn)裙板動(dòng)作同步,因驅(qū)動(dòng)點(diǎn)較多,

9、整條長(zhǎng)軸的受力狀況比較均勻,整個(gè)裙板的上表面(工作面出現(xiàn)不平度的程度最低,且調(diào)整方便。其由裙板提升傳動(dòng)裝置和液壓系統(tǒng)所組成,液壓系統(tǒng)通過(guò)閥組來(lái)操縱油缸的動(dòng)作,油缸再通過(guò)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)裙板升降,來(lái)托起進(jìn)入的棒材。1裙板提升傳動(dòng)裝置是由油缸、連桿、傳動(dòng)軸、軸承座、調(diào)節(jié)桿、裙板等部件組成。該機(jī)構(gòu)動(dòng)作是以傳動(dòng)軸為旋轉(zhuǎn)中心,油缸動(dòng)作后,連桿以傳動(dòng)軸為中心上下擺動(dòng),帶動(dòng)調(diào)節(jié)桿動(dòng)作,從而驅(qū)動(dòng)裙板升降。連桿為剖分式,與傳動(dòng)軸安裝方便,傳動(dòng)軸通過(guò)剖分式滑動(dòng)軸承座安裝在支架上,調(diào)節(jié)桿的長(zhǎng)度可以調(diào)整。油缸作為重要部件,其工作壓力約為12MPa,必須選用試驗(yàn)壓力為25MPa、工作壓力為16MPa的油缸;連桿是焊接件,機(jī)

10、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(duì)鏜孔,加工鍵槽后,采用專(zhuān)用靠模,配對(duì)加工,保證其互換性;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(mén)銑床上,裝夾一次來(lái)完成加工,出廠前必須進(jìn)行分段組裝?，F(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),將各段機(jī)構(gòu)調(diào)整至同一水平,全長(zhǎng)上拉線(xiàn)保證各段傳動(dòng)軸安裝后,軸心線(xiàn)誤差不超過(guò)±0. 5mm,同時(shí)保證傳動(dòng)軸軸心線(xiàn)與輸入輥道中心線(xiàn)、平行度偏差不大于±0.5mm,試車(chē)時(shí)通過(guò)調(diào)整調(diào)節(jié)桿的長(zhǎng)度,來(lái)保證裙板升降的一致性。2液壓系統(tǒng)由液壓站、蓄能器、閥組和管路組成。閥組選用的控制閥,必須采用優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品,并安裝在較空曠處,便于檢修;按

11、有關(guān)規(guī)范進(jìn)行安裝和驗(yàn)收,保證整個(gè)液壓回路工作的穩(wěn)定性,確保機(jī)構(gòu)動(dòng)作的可靠性。2.3冷床本體該機(jī)構(gòu)是冷床的主體,采用步進(jìn)齒條式,承擔(dān)著冷卻、對(duì)齊、移送棒材的任務(wù)。由長(zhǎng)軸傳動(dòng)裝置、動(dòng)臺(tái)裝置、對(duì)齊裝置、靜臺(tái)裝置、矯直板裝置等組成。34徐言東等:棒材步進(jìn)式冷床的制造安裝難點(diǎn)淺析2005年6月第3期1長(zhǎng)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(guò)減速箱的雙出軸帶動(dòng)裝有偏心輪的長(zhǎng)軸,從而使壓在偏心輪上的動(dòng)臺(tái)裝置進(jìn)行步進(jìn)動(dòng)作。其安裝要求是保證裝配好的長(zhǎng)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)臺(tái)面,處于同一高度平面上;這一切可以通過(guò)改善零件加工工藝,減少積

12、累誤差,來(lái)滿(mǎn)足使用要求。長(zhǎng)傳動(dòng)軸材質(zhì)為45#鋼,要求使用同一批號(hào)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。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?xún)?nèi)孔為基準(zhǔn),車(chē)削外圓,保證零件的互換性,對(duì)外圓表面進(jìn)行高頻淬火,保證其使用壽命。剛性聯(lián)軸器為剖分式哈夫聯(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(duì)稱(chēng)誤差保持一致,成對(duì)聯(lián)軸器需做好記號(hào),捆扎結(jié)實(shí),保證運(yùn)輸時(shí)不散包。2動(dòng)臺(tái)裝置:是支撐棒材,實(shí)現(xiàn)棒材步進(jìn)的工作臺(tái)面,要求所有臺(tái)面處在同一水平面上。其關(guān)鍵是托輪部件、動(dòng)臺(tái)梁、齒條及齒條支撐梁的加工精度。托輪材質(zhì)為45#鑄鋼,粗加

13、工后,調(diào)質(zhì)處理,半精加工后,進(jìn)行表面淬火,然后以?xún)?nèi)孔為基準(zhǔn),磨削外圓,保證零件的互換性。托輪座、動(dòng)臺(tái)梁、齒條支撐梁為焊接件,機(jī)加工前必須進(jìn)行熱處理,消除焊接內(nèi)應(yīng)力,使用龍門(mén)刨粗加工,再使用龍門(mén)銑加工至圖紙要求。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)行校直,以齒面為基面,采用靠模式成組的在龍門(mén)銑床上加工安裝孔。出廠前上述部件除齒條外,須進(jìn)行部件組裝。3齊頭輥道:安裝于靜臺(tái)面上,輥道槽帶動(dòng)棒材移動(dòng),使棒材頭部在齊頭擋板上撞齊,為棒材整齊成排的移動(dòng)打

14、下基礎(chǔ)。其由輥?zhàn)友b配、擺線(xiàn)針輪減速機(jī)、鏈輪傳動(dòng)、支架等部件組成。關(guān)鍵件就是輥?zhàn)?其為鑄造件,需回火處理后再機(jī)加工,最后對(duì)輥面進(jìn)行表面淬火,以提高其耐磨性。部件需組裝、試車(chē),觀察機(jī)構(gòu)的平穩(wěn)性。現(xiàn)場(chǎng)安裝時(shí),將輥?zhàn)友b配通過(guò)連接板安裝在靜臺(tái)支柱工字鋼上,把所有輥面調(diào)整到同一水平面上,在總長(zhǎng)度上偏差不大于±0.5mm,把輥槽調(diào)整在同一直線(xiàn)上,再與靜臺(tái)支柱工字鋼焊接在一起,參照輥?zhàn)友b配的位置調(diào)整好鏈輪、鏈條,安裝位于下方的擺線(xiàn)針輪減速機(jī),采用線(xiàn)錐法檢驗(yàn)合格后,將其用螺栓固定在橫梁上面。4靜臺(tái)裝置:用于支撐棒材,當(dāng)動(dòng)臺(tái)面位于下半周期時(shí),托住棒材,并對(duì)其矯直的裝置。其關(guān)鍵是靜臺(tái)橫梁、齒條、靜齒條座、

15、矯直板裝置的加工精度,要求裝配好的臺(tái)面,保證用長(zhǎng)5m的檢驗(yàn)圓棒檢驗(yàn)時(shí),不出現(xiàn)連續(xù)兩個(gè)齒槽與檢驗(yàn)棒不接觸,齒條處在同一水平面上。靜臺(tái)橫梁為焊接件,焊后需整形,采用振動(dòng)時(shí)效,消除應(yīng)力,使用龍門(mén)銑加工至圖紙要求。靜齒條座為鑄造件,需回火處理后再機(jī)加工,保證部件的互換性。5矯直板裝置:其用于制動(dòng)、矯直棒材,若齒形誤差超差,會(huì)影響棒材的直線(xiàn)度及外觀質(zhì)量。矯直板材質(zhì)為灰鑄鐵,經(jīng)過(guò)二次定性處理后,使用龍門(mén)刨上的對(duì)刀板及專(zhuān)用數(shù)控裝置,采用多件裝夾,來(lái)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(lái)鋼方向,不準(zhǔn)有高點(diǎn)存在。2.4成排下?lián)茕摍C(jī)構(gòu)該機(jī)構(gòu)主要實(shí)現(xiàn)將棒材由冷床本體成排送到冷床輸出輥道上的功能。采用收

16、集鏈步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)和可升降的鏈?zhǔn)揭扑蜋C(jī)構(gòu)的復(fù)合機(jī)構(gòu)。收集鏈步進(jìn)輸送機(jī)構(gòu)由長(zhǎng)軸傳動(dòng)裝置、鏈輪傳動(dòng)、數(shù)字編碼器、支架等部件組成,可升降的鏈?zhǔn)揭扑蜋C(jī)構(gòu)由長(zhǎng)軸傳動(dòng)裝置、鏈輪傳動(dòng)、可升降運(yùn)輸小車(chē)機(jī)構(gòu)、油缸、油管拖鏈、支架等部件組成。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,注意數(shù)字編碼器、接近開(kāi)關(guān)的安裝位置,使其擋塊位置可調(diào)。2.5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)兩種型式。輥?zhàn)虞伾聿捎脽o(wú)縫鋼管,粗加工后需校靜平衡,熱裝兩端軸頭,焊接后回火處理,機(jī)

17、械加工后,進(jìn)(轉(zhuǎn)34頁(yè)44參考文獻(xiàn)1Exp lie,Y,Kuiya ma,M.N ishino,M.Takita;JS AE,M aterial f oru m,1996(82J.I w aya:JS AE,M aterial f oru m,2000(628-333R.k.Ray,JJ.Jonas and Rk.Hook.cold r olling and an2nealing textures in l ow carbon and extra l ow carbon steels JI nt.Mater.rev.1994(4.39:129-1724K.Suzuki.I nternati o

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