修磨機臺車上下料免對中機構(gòu)

曹曉東，溫黎明，張勇

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鋼二廠，太原 030003）

1 引言

修磨機是對連鑄坯表面進行修磨的設(shè)備，主要由主機、臺車、上下料區(qū)、翻鋼機等組成，為了物流順暢、提高生產(chǎn)率，煉鋼二廠的修磨機成對布置，組成修磨機組。在兩臺修磨機中間安裝翻鋼機，用于翻轉(zhuǎn)連鑄坯，該區(qū)域的移送車帶著介質(zhì)拖鏈一起運行，兩臺修磨機各修磨一個表面。連鑄坯的流轉(zhuǎn)情況如下：移送車在上料區(qū)載著連鑄坯進入臺車，空移送車退出臺車，臺車載著連鑄坯沿臺車導(dǎo)軌往復(fù)運行，磨頭對連鑄坯表面進行修磨，修磨完成后臺車開至翻鋼區(qū)，該區(qū)的移送車將連鑄坯從臺車上移到翻鋼機的入口臂，經(jīng)翻鋼機翻轉(zhuǎn)后，移送車再將連鑄坯從翻鋼機出口臂送到另一個臺車上，對另一個面進行修磨，修磨完成后由下料區(qū)的移送車下料，連鑄坯的修磨程序結(jié)束。

在這一系列過程中，臺車上下料是由移送車完成的，為了確保移送車能夠進出臺車，在臺車內(nèi)部也設(shè)有移送車導(dǎo)軌，當(dāng)兩處移送車導(dǎo)軌對齊時臺車停下，即可實現(xiàn)移送車進出臺車，進行上下料操作。臺車的停車位置是由光電檢測、電氣控制的，由于臺車車輪的不均勻磨損，會使臺車的停車位置產(chǎn)生一定的溜車量，實際停車位置往往是隨機的，給移送車進出臺車造成一定的困難。

2 原來的操作方法及存在的問題

2.1 臺車對中裝置

移送車在臺車內(nèi)外的行走導(dǎo)軌均為凸形，其上表面的標(biāo)高一致，臺車實際停車位置與正確位置的偏差量是決定能否順利上下料的關(guān)鍵。由于臺車車輪的不均勻磨損，會造成臺車溜車，隨著磨損量的加劇，溜車量也逐漸加大。在臺車車輪壽命周期內(nèi)，最大溜車量可達60mm。

針對臺車溜車，增設(shè)了用于控制實際停車位置的專用對中裝置：裝有定位油缸的支架安裝在移送車固定框架上，在臺車的對應(yīng)位置焊接一個V 型定位塊，油缸缸桿作為定位桿，其頭部形狀也呈V 型，與定位塊相匹配，在一定范圍內(nèi)有自動復(fù)位功能。定位塊外口部寬度值即為可控制的臺車溜車量，隨著定位塊寬度尺寸加大，其厚度值也相應(yīng)加大，受臺車與移送車固定框架之間的空間所限，定位塊外口寬度設(shè)計為90mm，即：可控制的臺車溜車范圍為45mm。

2.2 上下料操作步驟

上料過程為：臺車開至上料位置→操作對中裝置進行對中→載著連鑄坯的移送車進入臺車→移送車頂部下降，將連鑄坯落放在臺車上→空載移送車開出臺車。

下料過程為：臺車開至下料位置→操作對中裝置進行對中→空載移送車進入臺車→移送車頂部上升，頂起臺車上的連鑄坯→載著連鑄坯的移送車開出臺車。

圖1 顯示了原來臺車上下料的情況。

圖1 原來臺車上下料情況

2.3 存在的問題

（1）上下料所需時間長。臺車上下料均需對中步驟，每塊連鑄坯的每一次上料或下料平均需要時間112s。

（2）對中裝置復(fù)雜。該裝置包括機械、液壓、電氣部分，由設(shè)定的程序進行控制，聯(lián)鎖很多，該系統(tǒng)中的任何異常都能導(dǎo)致故障發(fā)生，常出現(xiàn)對中缸不動作或動作不到位而引起缸桿頭部位置異?，F(xiàn)象，影響臺車上下料。

（3）電信號易受磨屑的影響。

修磨現(xiàn)場的磨屑非常多，受其影響，會出現(xiàn)錯誤的電信號，如：對中缸的杠桿還處在伸出狀態(tài)時，臺車就開動，造成別彎杠桿、損壞對中缸及安裝支架等設(shè)備故障，需要進行停產(chǎn)檢修。

（4）臺車不能正確對中時，上下料將發(fā)生事故。

圖2 臺車定位產(chǎn)生偏差

當(dāng)臺車溜車距離超過45mm 時，對中裝置的定位桿會頂住定位塊的邊緣，使臺車在不正確的位置定位，如圖2 所示。對于這種狀況，系統(tǒng)不會報警，操作人員又看不到，這種情況下移送車進出臺車極易發(fā)生掉道事故，若掉道發(fā)生在翻鋼區(qū)，往往還會砸壞移送車拖鏈，造成更大的損失。

3 改進后的上下料情況

3.1 移送車車輪工作面的改變

在上下料過程中，原來移送車車輪的工作面始終是踏面，這就必須確保臺車停車位置準確，以保證凸導(dǎo)軌對齊，而輪緣只起導(dǎo)向作用；將臺車內(nèi)部的導(dǎo)軌高度降低，設(shè)計成平面型，使其與移送車車輪輪緣最低位處于同一標(biāo)高，見圖3中所示標(biāo)高“h”。移送車進入臺車后，車輪輪緣直接與平面導(dǎo)軌上表面接觸，使輪緣作為工作面。由于輪緣直徑大于踏面直徑，只要車輪輪緣能處于平面導(dǎo)軌的寬度范圍內(nèi)，就能確保移送車平穩(wěn)地進出臺車，這樣就允許臺車有一定的溜車量。

圖3 改進前后兩種導(dǎo)軌的比較

改進前后的對比如圖3 所示：（1）顯示了原來臺車內(nèi)凸導(dǎo)軌的情形。臺車內(nèi)外的移送車導(dǎo)軌對中后允許偏差范圍是±X1，該值是由移送車導(dǎo)軌端面的倒角值決定的，X1最大取10mm；（2）顯示了改進后臺車內(nèi)平面導(dǎo)軌的情形。A 與B、C 與D 分別是移送車兩個位置的車輪輪緣外側(cè)，A 與B 是移送車相對臺車允許的左極限位置，C 與D是右極限位置，圖中顯示的允許偏差范圍是±X2，該值是由平面導(dǎo)軌的寬度決定的，X2最大值取80mm，即只要移送車車輪輪緣能夠位于該范圍內(nèi)，移送車就能順利地進行上下料。

3.2 設(shè)備改造內(nèi)容

（1）臺車內(nèi)部的移送車導(dǎo)軌。將原來的凸導(dǎo)軌改為平面導(dǎo)軌，通過設(shè)計厚度尺寸，保證上表面的標(biāo)高為“h”；為了不影響車輪輪緣在導(dǎo)軌上運行，平面導(dǎo)軌的安裝螺栓只使用靠近內(nèi)側(cè)的一組；為了耐用，選用45 鋼進行整體調(diào)質(zhì)處理，達到180～220HB。

（2）移送車車輪。為了避免車輪運行中不同工作面轉(zhuǎn)換時產(chǎn)生跳動，要求車輪輪緣與踏面同心度為0.05mm；整體調(diào)質(zhì)以保證輪緣與踏面這兩個工作面的耐磨性，達到240～280HB，該硬度值高于導(dǎo)軌的原因是車輪成本高、更換難度大，確保車輪比導(dǎo)軌更耐磨。

3.3 改進后的操作方法

臺車在電氣控制下停穩(wěn)后，直接操作移送車進行上下料，步驟如下。

（1）上料過程：臺車開至上料位置→載著連鑄坯的移送車進入臺車→移送車頂部下降，使連鑄坯落在臺車上→空載移送車開出臺車。

（2）下料過程：臺車開至下料位置→空載移送車進入臺車→移送車頂部上升，頂起臺車上的連鑄坯→載著連鑄坯的移送車開出臺車。

圖4 顯示了移送車在不同運行區(qū)域的不同工作面。

圖4 移送車不同運行區(qū)域的工作面

4 改進前后的情況對比

見表1。

表1 改進前后情況對比表

5 改進后的效果

共改造了4 臺修磨機，每年有效工作天數(shù)按330 天計算。

（1）增加了有效生產(chǎn)時間

減少了輔助時間：平均每次上料、下料所需時間均減少11s，每修磨1 塊連鑄坯需要上料、下料各2 次，平均每臺修磨機每班修磨21 塊連鑄坯，實行兩班工作制，每年減少輔助時間=11×（2+2）×21×2×4×330/60/60=677.6h；

減少了設(shè)備檢修時間：原來平均每5 天發(fā)生一次較嚴重的移送車掉道事故，平均每次處理事故需要2h，改進后1 年內(nèi)發(fā)生過2 次操作失誤引發(fā)的掉道事故，檢修時間累計8.5h，每年減少的設(shè)備檢修時間=2×330/5-8.5=123.5h；

以上2 項合計：每年可以增加有效生產(chǎn)時間=677.6+123.5=801.1h。

（2）減少了備件消耗：原來平均每月由于移送車掉道而損壞一條拖鏈，需要進行更換，改進后沒有再損壞過拖鏈，每年可以節(jié)約12 條拖鏈。

6 結(jié)論

設(shè)備改進后減少了操作步驟，但是操作工必須嚴格執(zhí)行操作規(guī)程，避免誤操作損壞設(shè)備；設(shè)備維護人員要每周實測臺車溜車量，當(dāng)接近60mm 時要更換磨損嚴重的臺車車輪；點檢員要加強對移送車車輪、臺車內(nèi)部的移送車平面導(dǎo)軌等關(guān)鍵部位的點檢，詳細記錄檢修、更換情況，確定合理的備件庫存量；技術(shù)員要根據(jù)實際使用效果，調(diào)整改進移送車車輪和平面導(dǎo)軌的材質(zhì)、熱處理工藝等，進一步改善綜合性能，延長相關(guān)備件的使用壽命。

［1］機械設(shè)計手冊編委會.機械設(shè)計手冊（第1 卷）［M］.北京：機械工業(yè)出版社，2004.