中厚板矫直机辊盒锁紧液压缸的设计应用

曹一兵

(太原重工股份有限公司，山西 太原 030024)

0 前言

矫直机是中厚板生产线的重要设备，直接决定着中厚板产品的生产效率、钢板平直度、产品残余应力以及最终质量。矫直机在对轧制后的热态钢板进行矫直的过程中，辊系长时间在高负荷状态下与热态钢板接触，在完成一定产量后辊系将需要下线进行检测、维护，对产生缺陷的矫直辊、工作辊、轴承等零件进行修复或更换，以保障设备的正常运行和产品的矫直质量。

为了缩短辊系更换的时间，提高生产线的工作效率，需要实现辊系与矫直机活动梁的快速打开与快速锁紧［1］，因此辊盒锁紧机构必须性能可靠、操作便捷。

1 原有辊盒锁紧机构及其存在的问题

原有的上辊盒与矫直机活动梁的连接方式为机械螺栓锁紧，螺栓锁紧装置由T 型螺栓、螺母和垫圈等组成，上辊盒通过T 型螺栓与矫直机活动梁连接，打开与锁紧过程中需要人工拆装T 型螺栓。

在矫直机更换辊系的过程中，螺栓锁紧装置需要操作者手动操作拆卸及紧固螺栓，中厚板生产的环境比较恶劣，矫直机区域温度高、灰尘大，人工手动操作既不安全又不方便［2］。另外，人工紧固的螺栓锁紧力有限，在矫直机运行过程中上辊盒与活动梁之间经常出现缝隙，给矫直机运行带来隐患。

2 新的辊盒锁紧机构

针对中厚板矫直机上辊盒的锁紧装置存在的问题，设计了一种无需人工拆装、锁紧力大，使用寿命长的可自动旋转的锁紧液压缸。

新的自动旋转锁紧装置通过液压缸驱动，拉杆在缸筒内滑动实现伸缩，并通过拉杆上的导向销与缸筒上的螺旋槽配合，使得拉杆伸缩的同时进行旋转;通过该自动旋转锁紧液压缸中拉杆端部的T 型头与被锁紧物上卡块的卡槽配合，使得被锁紧物可自动、快速地锁固在固定物上。在矫直机的实际应用中，该自动旋转锁紧液压缸安装在矫直机活动梁上，实现矫直机活动梁与锁紧物上辊盒的锁紧与打开，整个过程无需人工手动操作，拆装方便、锁固可靠、效率高，可节约人力物力与生产时间，矫直机的运行更加安全可靠，新的锁紧装置结构简单、易于操作维护，使用方便。

自动旋转锁紧液压缸结构如1 所示。打开状态如图1a 所示;锁紧状态如图1b 所示。自动旋转锁紧装置与中厚板矫正机连接结构如图2所示。

可自动旋转的锁紧液压缸由缸盖1、导向销2、T 型头拉杆3、密封组4、缸筒5、活塞套6、弹性卡环7 及支承环8组成;导向销2 一端安装在T 型头拉杆3 上，一端安装在缸盖1 的螺旋槽内，可沿螺旋槽滑动;T 型头拉杆3 穿过缸盖1内孔、活塞套6 内孔、弹性卡环7 内孔及支承环8 内孔安装在缸筒5 内部;缸盖1 安装在缸筒5顶部，活塞套6、弹性卡环7 及支承环8 均安装在缸筒5 内，支承环8 固定在缸筒5 内孔底部，弹性卡环7 安装在支承环8 上部可沿径向伸缩，活塞套6 安装在弹性卡环7 上部可在缸筒内上下移动;密封组4 分别安装在缸盖1、活塞套6、T型头拉杆3 及缸筒5 底部内孔上，形成四个独立的密封腔X、Y、Z、W。进油口A 与密封腔X连通可实现活塞套6 向下移动;进油口B 与密封腔Y、Z 连通可实现活塞套6 向上移动及T 型头拉杆3 向下移动;进油口C 与密封腔W 连通可实现活T 型头拉杆3 向上移动。

锁紧时，液压油分别通过进油口A 及进油口C 进入密封腔X 及密封腔W，进入密封腔W的液压油驱动T 型头拉杆3 向上移动;同时。安装在T 型头拉杆3 上的导向销2 沿缸盖1 的螺旋槽滑动，T 型头拉杆3 在向上移动到最高位置的同时旋转90 度，实现T 型头拉杆3 的端部与矫直机上辊盒的锁紧;进入密封腔X 的液压油驱动活塞套6 向下移动，活塞套6 压缩弹性卡环7使其锁紧T 型头拉杆3，防止T 型头拉杆3 在锁紧状态转动。

打开时，液压油通过进油口B 进入密封腔Y及密封腔Z，进入密封腔Y 的液压油驱动活塞套6 向上移动，活塞套6 对弹性卡环7 的压缩解除，弹性卡环7 解除对T 型头拉杆3 锁紧，使T型头拉杆3 可以实现转动;进入密封腔Z 的液压油驱动T 型头拉杆3 向下移动，同时安装在T 型头拉杆3 上的导向销2 沿缸盖1 的螺旋槽滑动，使T 型头拉杆3 在向下移动到最低位置的同时旋转90 度，实现T 型头拉杆3 的端部与矫直机上辊盒的打开。

该自动旋转锁紧装置与中厚板矫正机连接状态如图2 所示，锁紧缸安装在矫直机活动梁1上，通过锁紧缸的T 型头拉杆实现上辊盒2 与活动梁的连接，自动旋转锁紧液压在液压回路的控制下，分别实现打开状态与锁紧状态。

3 总结

新的自动旋转锁紧液压缸已获国家发明专利(专利号201210510795.1)，并应用于太原重工为新余钢铁股份有限公司设计制造的3800 mm中厚板矫直机上，通过该设计方案的应用，大幅度提高了矫直机更换辊系的便捷性与安全性，同时提高了矫直机运行的可靠性，为用户创造了较大的效益。

［1］王国栋，刘相华，王君.我国中厚板生产技术进步20 年［J］.轧钢，2004(6).

［2］袁国.黄庆学.中厚板矫直技术的发展与展望［J］.太原重型机械学院学报，2002(S1).

［3］王文斌.机械设计手册［M］.北京:机械工业出版社，2004.