棒材线第二轧钢车间350轧机锁紧缸优化设计

赵海洋 陈斌

(莱钢集团设备检修中心,山东莱芜 271104)

棒材线第二轧钢车间350轧机锁紧缸优化设计

赵海洋 陈斌

(莱钢集团设备检修中心,山东莱芜 271104)

在冶金生产轧钢工艺中,轧机锁紧装置对于稳定轧制、工艺顺行起着至关重要的作用。本文根据第二轧钢车间350轧机液压锁紧出现的故障,分析锁紧装置等方面存在的问题,以节约成本和不造成大的停机时间为原则,提出350轧机锁紧装置优化设计方案,通过改善锁紧装置的作用效果解决轧机移位问题,将350轧机锁紧缸改型实施后,降低了工人劳动强度,缩短换辊时间,效果显著。

锁紧装置 行程 安装方式

1 前言

轧机锁紧装置对于稳定轧制、工艺顺行起着至关重要的作用。第二轧钢车间精轧机在生产中，锁紧效果不好，经常出现机架整体移动、偏离轧制线从而造成跑钢、废钢的情况，每次换辊换槽后都将机架与底座用螺纹钢焊接在一起，造成5min额外的停机时间，使原本非常简便的换辊换槽操作变得耗时耗力，极大影响了车间生产效率的提高。

2 现状分析

第二轧钢车间精轧机组由6架350短应力线轧机组成，每架轧机依靠4台锁紧油缸固定在底座上，轧制过程中依靠锁紧缸内的碟簧将活塞杆伸出压住机架底座，换辊时依靠液压力将活塞杆缩回，推出机架。其工作状态如图1。

轧制生产过程中，轧机受到来自轧件的冲击力非常大，如果锁紧缸与轧机间有间隙存在或者锁紧缸本体的作用力弱，必然会造成轧机移位，最终跑钢。因此，改善锁紧装置的作用效果才是解决轧机移位问题的关键。

2.1 锁紧装置与机座间配合不紧密

锁紧装置由碟簧缸组成，缸体内装配8片φ125×φ64×8的碟簧，在10MP液压压力作用下，工作行程为10mm。在碟簧的作用下，活塞杆端部斜面压紧在轧机底座的斜面上。由于缸体固定位置是不变的，轧机机座频繁更换，每台轧机因其在线时间长短不一，机座的磨损量差别较大，当锁紧缸固定好后，与每台轧机的配合程度就会出现差别:有的间隙较大，锁不住轧机;有的间隙偏小，阻力较大，影响轧机机架横移。因此，在目前的状况下，只能在锁紧装置安装时，在活塞杆斜面增加相应的垫片，使活塞杆中心高度适当调低，达到与轧机的合适的配合间隙，针对不同轧机更换不同的垫片使用，不仅增加了换辊换槽操作的时间，而且垫片容易受到生产过程中产生的振动而脱落，使锁紧失效，轧机机架移位，造成堆钢。

图1 锁紧缸工作状态图

图2

2.2 锁紧装置的固定不可靠

每台锁紧装置通过两个键块和两个螺栓固定在轧机底座上。由于键块位置是浮动的，而且底座的长锈蚀，使键块已经失去了固定作用;两个固定螺栓偏置于装置前端，与底座的固定方式不可靠。操作工在进行换辊作业时，要将轧机的缺口处与活塞杆对正才能吊出轧机，由于吊装不正，经常对锁紧活塞杆进行碰撞，导致锁紧螺栓松动，锁紧功能失效。

3 技术方案研究与实施

针对以上问题，通过理论计算并结合现场实际对350锁紧进行改型设计:

3.1 增大锁紧缸行程,解决锁紧缸与机座间的配合问题

如图2所示，当活塞杆与机座间出现间隙时，有两个途径可以消除:一是利用塞垫片的办法，二是增加活塞杆的行程。但是前者会带来新的问题，由于不同的轧机底座磨损程度不一，所以垫片厚度很难确定出固定数值，垫片太厚会影响底座横移，太薄不能起到锁紧作用;再有垫片不好维护，容易脱落。因此，为方便使用和操作，最好的办法就是对锁紧缸进行改型设计，增大活塞杆行程，使锁紧缸的行程量消除轧机底座磨损造成的间隙。

要想锁紧缸有足够的补给量来消除轧机底座磨损造成的间隙，就要对缸筒进行延长，增加碟簧的数量，使碟簧在10MP额定压力作用下的变形量达到20mm，这样就增加了锁紧缸活塞杆的行程和锁紧力。

同时，由于碟簧数量的增多，所需的锁紧打开压力也就增大，所以也要对锁紧缸的活塞缸进行加粗。根据以下的公式可得:

F0=KX

F1=π(D2-d2)*P0/4

式中:F0-碟簧弹力F1-液压作用力

K-碟簧弹性系数X-碟簧变形量

D-碟簧缸缸径d-碟簧缸杆径P0-系统压力如果碟簧缸的杆径不变，其缸径应为的D1=150mm

3.2 改变固定方式,解决锁紧本体的稳固问题

锁紧本体的稳固是轧机的稳定的基础。因此，在优化设计时，将锁紧装置的安装方式改进，取消键块定位，而采用4个φ30mm螺栓进行固定，并且将连接底板进行钻孔攻丝，使螺栓直接与底板丝接;同时考虑安装空间和紧固方式，将外六角螺栓改为内六角螺栓。

将350轧机锁紧缸改型实施后，效果相当明显。不仅消除了锁紧间隙，增加了锁紧力，而且锁紧本体更加稳固。避免了生产工换辊后焊接加固的工作，降低了工人劳动强度，更缩短了换辊时间。

4 结语

(1)本次优化设计，通过对锁紧缸和连接底座的改造，彻底解决了锁紧不可靠的问题，也降低了轧钢工艺故障的发生率。(2)通过优化，提高了设备的生产效率和钢材的成材率，增加了生产效益，每年可增加收益60余万元。(3)经过优化后，锁紧装置的故障率大大降低，减少了备件使用和液压油的消耗。