高线集卷芯棒顶升装置改进

包国华

（宝钢集团新疆八钢公司轧钢厂，乌鲁木齐830022）

0 引言

随着我国冶金设备的不断发展，高线设备的发展也日益成熟。我厂的高线精整集卷站设备采用摩根型双臂回转芯棒接取成品盘卷。本文通过改进高线集卷芯棒内导杆顶升缓冲器，以提高机械设备的功能精度，从而减少设备故障率，提高企业经济效益。

1 设备故障主要问题点及原因分析

1.1 设备工作原理

高线集卷站双臂回转芯棒装置是由双芯棒臂、45°旋转底座和内导杆顶升三部分组成，其工作原理是：两个互成90°的芯棒臂桶，固定安装在一个倾斜45°的旋转底座，驱动电机带动旋转底座转动，完成盘卷由集卷位置到送卷位置的传递。一套固定安装在旋转底座下方的芯棒内导杆顶升装置，完成对芯棒的工作位置的定位及控制。当芯棒处在接卷位置时，其内部的导杆装置由顶升液压缸驱动进行上下动作，以保证盘卷准确落在芯棒上。导杆装置的底部连接着一个顶升缓冲器装置，用来减缓顶升液压缸与导杆底板的碰撞。

图1

1.2 设备存在的问题和分析

原芯棒内导杆顶升装置设计只考虑了在通常条件下的简易缓冲定位功能，即简单地在顶杆的底部用螺栓固定了1块橡胶板，利用橡胶板的可压缩性起到有限的缓冲作用，如图1所示。由于此顶升缓冲器动作频繁，顶升液压缸对其冲击较大；同时线材盘卷辐射热量使其运行环境温度在250～300℃之间；这些都加快了橡胶板的老化破损。顶升装置缓冲器橡胶板破损后，导致顶升液压缸驱动导杆装置位置不到位，轻者会发生顶升液压缸信号不到位，设备不能自动运行，造成集卷筒内卡钢、乱卷故障。重则会发生芯棒不能准确定位，使集卷桶内重达3t的鼻锥掉落的恶性事故。再之，缓冲器橡胶板破损后，极易发生芯棒旋转时顶升液压缸导杆与缓冲装置不能正常脱离，导致顶升液压缸和缓冲装置损坏。

鉴于上述问题，集卷芯棒顶升缓冲器故障对生产顺畅稳定性影响较大，顶升缓冲器橡胶板使用寿命不会大于5 d，造成产品成材率下降，维护强度增大，维护成本较高。

2 改进方案的确定和实施

2.1 改进方案的确定

通过查阅资料对比了橡胶、碟形弹簧作为缓冲装置的优点与缺点如表1。

表1 缓冲性能优缺点对比

2.2 改进方案的实施

如图2所示，首先利用原先的顶升缓冲装置，在其内部先加工1组阶梯沉孔，再制作1个缓冲顶杆。最后将缓冲顶杆中部安装1组碟簧插入内部阶梯孔内，顶杆头部安装1组螺旋压簧，并用螺母紧固。通过调节缓冲顶杆头部的紧固螺母的不同位置，可以实现对压簧和碟簧的压缩预紧，起到调节缓冲顶杆行程的作用，并且压缩预紧的螺旋压簧可以始终保证碟簧和顶杆的紧密配合，实现了缓冲力在缓冲和恢复过程中的平稳释放。既能起到缓冲作用，又减少了碰撞产生的噪声。

此芯棒顶升缓冲器装置使用的都是金属材质，其耐热能力得以提高，实现了在环境温度250～300℃的持续运行。

同时，在后期使用过程中，对于顶升液压缸和缓冲装置增设了1个防尘罩，防止盘卷氧化铁对于液压缸和缓冲装置的污染。在驱动液压缸阀组之间增设1个叠加式减压阀，调整液压缸的顶升力。

图2

3 结语

通过对芯棒导杆顶升缓冲器装置的改进，实现了高温环境下的设备运行的缓冲，维护操作方便，可重复使用。新的芯棒顶升缓冲器装置使用寿命大于180 d，并且能在高温环境下稳定运行，结构优化后，维护强度和维护成本大幅降低，使用寿命得到大幅提高，有力地促进了生产的顺畅稳定，有较好的应用前景。

［1］ 邹家祥.轧钢机械［M］.北京：冶金工业出版社，2006.

［2］ 成大先.机械设计手册：第1卷 第3篇［M］.4版.北京：化学工业出版社，2002.

［3］ 文庆明，程志彦.轧钢机械设备［M］.北京：人民邮电出版社，2005.