Φ177mm PQF無縫管連軋機(jī)前橫移系統(tǒng)改進(jìn)

賈豹，畢辛

（鞍鋼股份有限公司無縫鋼管廠，遼寧 鞍山 114021）

無縫鋼管在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要作用，被廣泛應(yīng)用于石油開采、鉆探、航天、軍工等領(lǐng)域［1］。其產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備——軋管機(jī)密切相關(guān)。連軋機(jī)橫移系統(tǒng)是軋機(jī)的重要組成部分，其主要作用是將穿孔后的熾熱毛管坯迅速、準(zhǔn)確地送到連軋機(jī)入口處，在運(yùn)送的過程中要確保管坯溫度不能降到軋制溫度以下，同時不允許管坯因磕碰而出現(xiàn)外表面擦傷現(xiàn)象，因此橫移系統(tǒng)對熾熱毛管坯進(jìn)入軋機(jī)前進(jìn)行精軋起到的作用至關(guān)重要［2］。鞍鋼股份無縫鋼管廠連軋機(jī)橫移系統(tǒng)原設(shè)計存在缺陷，運(yùn)行時經(jīng)常發(fā)生晃動，放管坯時位置不準(zhǔn)，對管坯有磕碰現(xiàn)象，并且由于橫移系統(tǒng)行走速度慢，管坯的溫降較大，在影響管坯性能的同時，增加了軋機(jī)負(fù)荷，浪費(fèi)能源，同時降低了機(jī)械設(shè)備的使用壽命，為此對連軋橫移系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。

1 橫移系統(tǒng)組成

鞍鋼無縫鋼管廠Φ177機(jī)組橫移系統(tǒng)主要由升降和橫移機(jī)構(gòu)組成，橫移機(jī)構(gòu)是以減速機(jī)帶動圓柱直齒輪，直齒輪通過與齒條的嚙合方式帶動橫移系統(tǒng)橫向移動；橫移系統(tǒng)升降機(jī)構(gòu)是減速機(jī)帶動兩個鏈輪，鏈輪連接鏈條，通過鏈輪旋轉(zhuǎn)帶動機(jī)械手升降實現(xiàn)取管、送管、放管。橫移系統(tǒng)原設(shè)計圖如圖1所示。

剛穿完孔的毛管溫度較高，鋼的彈性模量降低，鋼質(zhì)較軟，橫移系統(tǒng)在移動毛管時，要求管坯在移動過程中不允許有大的震動或沖擊，避免管坯變形或外表面有擦傷［3］；從穿孔后臺到軋機(jī)前臺有一定距離，為防止毛管溫度下降太多而增加軋機(jī)負(fù)荷及毛管外表面氧化鐵皮的增加，要求毛管在穿孔工序完成后迅速移到軋機(jī)前臺，這時需要橫移系統(tǒng)以較快的速度移動毛管。

2 原橫移系統(tǒng)存在的問題

2.1 定位不準(zhǔn)確

機(jī)械手導(dǎo)向柱兩側(cè)有4個偏心輪，通過這4個偏心輪來調(diào)整導(dǎo)向柱兩側(cè)的間隙，機(jī)械手在往復(fù)運(yùn)動時因慣性較大，偏心輪經(jīng)常竄動，失去調(diào)整間隙的作用，所以當(dāng)機(jī)械手高速運(yùn)動到穿孔后臺接料時常出現(xiàn)機(jī)械手將管坯刮掉，在機(jī)械手運(yùn)行到軋機(jī)前臺時因機(jī)械手晃動較大，常出現(xiàn)掉料現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)無法正常進(jìn)行而出現(xiàn)停機(jī)。

2.2 管坯溫降大

（1）運(yùn)行軌跡復(fù)雜造成機(jī)械手運(yùn)行周期長。熾熱毛管的運(yùn)動軌跡如圖1所示。機(jī)械手在穿孔后臺管坯右側(cè)下降到管坯水平線下方后向左移動，到達(dá)熾熱的管坯下面后機(jī)械手上升，取管動作完成后機(jī)械手上升一定高度后橫向移動，橫向運(yùn)動到連軋前臺接料器上方機(jī)械手系統(tǒng)向下運(yùn)動將料放下，整個管坯運(yùn)行軌跡類似于一個矩形，一個循環(huán)周期為47 s，管坯從穿孔后臺到連軋前臺溫度下降約120℃。

（2）坦克鏈機(jī)構(gòu)限制造成機(jī)械手運(yùn)行周期長，橫移系統(tǒng)升降及橫向移動的電控電源及信號線由坦克鏈保護(hù)，并由橫移系統(tǒng)帶動其作往復(fù)運(yùn)動，橫移系統(tǒng)高速運(yùn)動時坦克鏈鏈板經(jīng)常出現(xiàn)變形、斷裂，嚴(yán)重制約了橫移系統(tǒng)速度的提升。

2.3 機(jī)構(gòu)可靠性差

（1）機(jī)械手位置不準(zhǔn)經(jīng)常出現(xiàn)掉料現(xiàn)象，必須停機(jī)吊料，停機(jī)的同時還出現(xiàn)剔料。

（2）當(dāng)機(jī)械手鏈輪上極限失效時，鏈輪經(jīng)常將鏈條拉斷；機(jī)械手鏈條因檢查不到位，常出現(xiàn)鏈條斷裂導(dǎo)致機(jī)械手脫落，機(jī)械手恢復(fù)需要約4 h；

（3）坦克鏈鏈板日常不易點(diǎn)檢經(jīng)常出現(xiàn)斷裂而將電源線剪斷；

（4）橫移系統(tǒng)速度較慢導(dǎo)致管坯溫降大，連軋機(jī)負(fù)荷增加，連軋主機(jī)高速連桿安全銷斷裂頻繁，同時增加了連軋主機(jī)軸承負(fù)荷，降低連軋主減速機(jī)使用壽命，加速連軋機(jī)軋輥及工作芯棒磨損，增加生產(chǎn)成本。

3 改進(jìn)方案

3.1 連軋橫移系統(tǒng)改進(jìn)

對原橫移裝置傳動結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改進(jìn)，由高架軌道橫移機(jī)構(gòu)及上下升降鏈傳動裝置實現(xiàn)取管、送管、放管過程，改進(jìn)為地面軌道橫移系統(tǒng)及同步旋轉(zhuǎn)臂實現(xiàn)取管、放管過程。改進(jìn)后的橫移系統(tǒng)主要由橫移小車機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)構(gòu)成，橫移小車機(jī)構(gòu)在地面進(jìn)行橫向移動，在橫向移動的同時帶動回轉(zhuǎn)臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動。改進(jìn)后的橫移系統(tǒng)示意圖如圖2所示，

橫移小車機(jī)構(gòu)的橫向移動通過齒輪條機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，即減速機(jī)驅(qū)動齒輪，齒輪通過與固定在滑軌上的齒條的嚙合運(yùn)動，帶動橫移小車機(jī)構(gòu)在滑軌上行走?；剞D(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)由五組同步運(yùn)行的回轉(zhuǎn)臂組成，回轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動由鏈條機(jī)構(gòu)實現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動既保證管坯在移動過程中的同步穩(wěn)定性，也簡化了原橫移系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)臂的鏈輪傳動設(shè)計使管坯移動位置更加準(zhǔn)確；小車系統(tǒng)橫向運(yùn)動由同一個減速機(jī)驅(qū)動，回轉(zhuǎn)臂系統(tǒng)轉(zhuǎn)動由另一個減速機(jī)驅(qū)動，這兩個減速機(jī)同時由一個電機(jī)帶動。

3.2 坦克鏈改進(jìn)

取消原橫移系統(tǒng)電源及信號傳輸線路的坦克鏈結(jié)構(gòu)，將線路折疊掛在滑輪上，隨著橫移機(jī)械手的移動而在滑軌上滑動，從而使橫移小車的提速不再受坦克鏈的限制，使管坯移動速度更快，時間已由原來的47 s降到30 s，減少了管坯溫降及連軋機(jī)軋制力，延長了減速機(jī)的使用壽命。

3.3 改進(jìn)效果

改進(jìn)的系統(tǒng)自2013年12月30日投入生產(chǎn)后，至今已有半年時間，設(shè)備運(yùn)行非常平穩(wěn)，事故時間直線下降，設(shè)備維護(hù)量顯著降低。

改進(jìn)后毛管坯在橫移裝置上的停留時間明顯降低，熾熱的毛管坯沒有出現(xiàn)大的溫降，使軋制溫度提高了80℃，縮短了生產(chǎn)軋制周期。

4 結(jié)語

（1）通過對原連軋機(jī)前橫移系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，采用地面橫移小車和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)形式，徹底解決了原系統(tǒng)運(yùn)行速度慢和事故率高的設(shè)計缺陷，改進(jìn)后橫移系統(tǒng)運(yùn)行時間由原來的47 s降至目前的30 s，并且還有提升的空間。設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備事故率及維護(hù)工作量大幅降低。

（2）橫移系統(tǒng)改進(jìn)后，每次更換橫移小車時都要重新標(biāo)定回轉(zhuǎn)臂的位置，目前采取的方式是從齒條端面數(shù)齒的個數(shù)來確定齒輪位置，標(biāo)定比較費(fèi)時，今后將對回轉(zhuǎn)臂的位置標(biāo)定進(jìn)行研究改進(jìn)。

［1］ 張才安.無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù) ［M］.重慶：重慶大學(xué)出版社，1997.

［2］ 李連詩，韓觀昌.小型無縫鋼管生產(chǎn)（上）［M］.北京： 冶金工業(yè)出版社，1995.

［3］ 李長穆.現(xiàn)代鋼管生產(chǎn)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1988.