冷锯机用导向装置的设计改造

蒲昕

（莱芜钢铁集团有限公司设备检修中心，山东莱芜 271104）

经验交流

冷锯机用导向装置的设计改造

蒲昕

（莱芜钢铁集团有限公司设备检修中心，山东莱芜 271104）

莱钢型钢厂小型线冷锯机由于设备重量大、移动频繁且受力复杂，V形导向托轮的两工作面发生较大磨损，影响锯机稳定性。为消除隐患，重新设计V型托轮轮体结构，使其两承重面可实现导向和承载锯机滑座重量的功能，从而减少了工作面的磨损，设备寿命由3个月提高至12个月以上，年节约维修费用及备件采购费用20余万元。

冷锯机；导向装置；导向托轮；定位精度

1 前言

滑座式金属圆盘冷锯机是型钢轧制工艺中不可缺少的设备之一，其作用是切头、分段、定尺，具有行程大、生产率高、工艺性能好等优点。莱钢型钢厂小型线锯机设备整体包括固定与滑动两部分，其中固定部分包括支撑轮系与基础底座，轮系靠螺栓与底座连接，滑动部分为锯机滑座。由于设备重量大，移动频繁且受力复杂，经过长时间的使用，V形导向托轮的两工作面（接触面）发生较大磨损，影响锯机稳定性。目前采用的方法是定期更换（每3个月更换1次）V形导向托轮，不仅影响了安全生产，而且增加了维修成本。

2 故障原因分析

锯机滑座进给为南北方向，而导向轮（V型两个）与承载轮（平型轮两个）为东西方向布置。锯机滑座底部装有V型导轨与平导轨各1件，导轨与滚轮轮体相配合，依靠两个V形导向托轮和两个平托轮支撑并往复运动，工作侧的重量全部加载至V形导向托轮的斜面上。由于设备重量大，移动频繁且受力复杂，经过长时间的使用，V形导向托轮的两工作面（接触面）发生较大磨损。经过对更换的V形导向托轮进行实测，发现接触面的磨损量＞1.5 mm，V形槽表面发生明显的塑性变形，造成锯体行走偏斜，锯机轴承受到方向不定的轴向力和冲击力。由于轴承与托轮轴配合过松，导致轴颈部位磨损，轴承易脱落，而且仅靠1个锁紧螺母无法有效地锁紧V形导向托轮的轮体，造成V形导向托轮转动时发生偏斜，锯身无法沿直线进给，从而影响锯切精度。

导向装置运行是否良好，其本体结构设计至关重要。除此之外，锯机所处工作环境也起到比较关键的作用，工作环境包括锯区附属设备精度、进给机构平稳性、锯切过程稳定性等。

2.1 轮体形状设计缺陷

冷锯滑座及附属设备重达9 t，依靠两个V型托轮和两个平托轮支撑并往复运动，V型托轮轮体结构见图1。由于设备精度下降及锯屑的影响，V型托轮和V型导轨两侧接触面磨损较快，经过对更换的V型轮使用卡板进行测量，发现接触面磨损量为2 mm，90°的V型槽发生明显变形，造成冷锯行走偏斜，轴承受到额外的方向不定的轴向力和冲击力。

图1 改造前V型托轮轮体结构

2.2 轮体轴系设计缺陷

由于轴承与托轮轴配合过松，内圈与轴发生相对转动，将轴颈部位磨损，轴承易脱落，造成V型轮转动时发生偏斜，锯身进给方向非直线，具体结构见图2。由此分析，锯切过程中的不稳定性导致锯体振动大是造成冷锯轴承损坏的重要原因之一。

图2 改造前托轮装配示意图

2.3 基座周围环境恶劣

锯切过程中产生大量锯屑，由于锯屑四处飞溅且易堆积，加之生产节奏较快，清理不及时导致锯屑将导轮埋住，无法转动。

2.4 锯切基准线高度不一

所谓锯切基准线，是指锯切过程中轧件所处的辊道最高点的连线。锯前辊道主要担负着输送轧件的作用，同时也起到限制轧件自由度的作用。根据文献［1］，理想状态下，锯前辊道应在同一标高线上，以使轧件能平直地接受锯切，有利于锯切的稳定性，并获得较小的锯切力。使用水平仪对锯前辊道进行测量，其所有21支辊道上下偏差达10 mm。轧件在被锯切过程中缺少上托力，导致锯片受夹持力过大，电机频繁过载跳电，对轴承损害严重。

3 改进措施

3.1 轮体及滑轨接触面形状设计

为克服现有技术的不足，将V型托轮重新设计，使其兼具承重与导向定位功能。导向轮体设计为异形体，异形体是指在传统的V形工作面两侧分别增设1个承重面，由此使导向轮体的剖面形状类似于“”形，具体结构见图3。这样，在导向轮体与导轨配合后，导向轮体的两承重面可实现承载锯机滑座重量的功能，导向轮体的V形槽可实现导向定位功能，导向轮体可在保证精确导向的前提下，兼具承重功能，从而减少了对V形工作面的磨损，延长了设备的使用寿命。

图3 改造后托轮轮体结构

3.2 主轴改造

针对行走轮轴承脱落损坏的问题，对V型托轮的外形及轴系结构进行改造，在行走轮主轴两端安装端盖，防止轴承脱出。并在轮体一侧设计双重锁紧装置用于固定轮体与主轴，如图4所示。延长了行走轮的使用寿命，提高了导向的精准度，同时也消除了锯身偏斜对主轴造成的危害［2］。

3.3 锯机本体及周围清理措施

在制定并严格执行每班清理制度的前提下，在托轮下部增加冲刷水管。为降低水耗，可使用循环水作为水源。冲刷水管可清洗大部分锯屑，避免锯屑堆积对托轮产生的影响。

图4 改造后托轮装配示意图

3.4 锯切基准线标定

对锯前辊道标高进行重新标定，将辊道上表面高度调整至同一水平线。由于锯轴中心至辊道表面高度数值与锯机生产率有较大关系，将此数值统一为480 mm。调整后，减小了轧件两断面之间的相对位移，减少了锯身受轧件作用力后产生的位移，减小了托轮的受力，同时也保证了每台锯机在锯切时的行程一致。

4 结语

［1］刘培锷.锯切位置对圆盘式冷锯机锯切过程的影响［J］.重型机械，1988（9）：54.

［2］蒲昕，谈群峰，甄金，等.H型钢锯机电机过载机理的研究解决［J］.现代机械，2011（2）：62-63.

TG333.2

B

1004-4620（2017）01-0067-02

2016-06-12

蒲昕，男，1982年生，2006年毕业于山东轻工业学院机械设计制造及其自动化专业。现为莱钢设备检修中心高级工程师，从事设备维修及维护技术工作。