螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線開卷機(jī)活動(dòng)輥輪的加裝

周善征，楊青建，李國(guó)松，熊兆軍

（山東勝利鋼管有限公司，山東 淄博 255082）

在螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線上，卷板的開頭、直頭是重要的起始環(huán)節(jié)，該工序是由開卷機(jī)來完成的。開卷機(jī)主要由開卷裝置、鏟刀、三輥直頭裝置組成。工作時(shí)鏟刀將卷板頭部鏟開，并壓住板頭進(jìn)入三輥直頭裝置，然后送入矯平機(jī)［1-4］。

近年來，山東勝利鋼管有限公司（簡(jiǎn)稱勝利鋼管）Φ820 mm螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線在鋼卷開卷過程中，尤其是在生產(chǎn)高鋼級(jí)、大壁厚鋼管的鋼卷開卷過程中，頻繁出現(xiàn)鏟刀油缸擺臂斷裂故障，嚴(yán)重影響了焊管機(jī)組的作業(yè)率。本文將重點(diǎn)分析鏟刀油缸擺臂斷裂故障的發(fā)生原因，并有針對(duì)性地提出解決措施。

1 鏟刀油缸擺臂斷裂故障產(chǎn)生的原因

鋼卷板尾因處于鋼卷的最里圈，直徑小，變形量大。當(dāng)卷板向前運(yùn)行至其板尾脫離開卷機(jī)錐頭后，板尾會(huì)以矯平機(jī)入口處為圓心，以板尾長(zhǎng)度為近似半徑反彈。尤其是對(duì)于高鋼級(jí)、大厚度卷板，在較大的反彈力作用下板尾會(huì)嚴(yán)重沖擊鏟刀裝置，造成鏟刀裝置嚴(yán)重?fù)p壞，甚至導(dǎo)致鏟刀油缸擺臂斷裂，影響焊管機(jī)組作業(yè)率［4-6］。

2 改進(jìn)措施

考慮到鏟刀油缸擺臂斷裂主要是因?yàn)榘逦裁撾x錐頭后具有較大的反彈沖擊，因此如果能夠消除或減小板尾的沖擊力，則會(huì)徹底地解決或減少此類故障的發(fā)生［3，6-7］。現(xiàn)場(chǎng)觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)板尾即將脫離錐頭時(shí)，即使是鏟刀調(diào)整到行程極限，鏟刀與板尾之間仍然有相當(dāng)大的沖擊距離。如果改造鏟刀，將鏟刀的行程加長(zhǎng)，讓鏟刀接觸板尾，不僅改造成本較高，而且現(xiàn)場(chǎng)的設(shè)備空間也不足。綜合分析后認(rèn)為：可以通過在板尾與鏟刀之間加裝支撐裝置，縮短板尾的反彈半徑，使彈開的板尾不與鏟刀接觸，從而消除板尾對(duì)鏟刀的沖擊［8-11］。為此，對(duì)現(xiàn)有的開卷機(jī)作了以下改進(jìn)。

（1）在開卷機(jī)的2個(gè)機(jī)架（有鏟刀一側(cè)）各加裝1個(gè)底座，在底座上方各安裝2個(gè)同心的、間隔一定距離的、帶有銅軸套的軸承座，軸與銅軸套的配合為間隙配合。軸承座的一側(cè)加裝1個(gè)輥輪，輥輪可以自由轉(zhuǎn)動(dòng)（實(shí)際采用的是成型輥）。在軸承座的另一側(cè)連接1對(duì)作用油缸，可以使軸在銅軸套內(nèi)雙向滑動(dòng)，如圖1~2所示。

圖1 活動(dòng)輥輪安裝示意

圖2 輥輪在開卷機(jī)上的安裝示意

（2）在現(xiàn)有開卷機(jī)的液壓站基礎(chǔ)上新增1組液壓閥及部分管路，用來控制輥輪油缸的動(dòng)作［12-13］，其工作原理如圖3所示。

圖3 輥輪油缸液壓工作原理

3 輥輪具體工作控制

（1）在鋼卷開卷初期，由于鋼卷直徑較大，輥輪油缸如果伸出，則輥輪與卷板會(huì)相互干涉；因此，在開卷初期，輥輪油缸處于收回狀態(tài)。

（2）當(dāng)鋼卷只剩幾圈時(shí)，操縱油缸使油缸桿伸出，輥輪處于工作狀態(tài)。當(dāng)板尾脫離錐頭后，板尾會(huì)繼續(xù)受到輥輪的約束。

（3）當(dāng)板尾脫離輥輪時(shí)，由于此時(shí)板尾距離矯平機(jī)入口處較近，板尾彈開的半徑（以矯平機(jī)入口處為圓心，以板尾長(zhǎng)度為近似半徑）小于板尾至鏟刀的距離；因此，當(dāng)板尾脫離輥輪后，就不會(huì)形成對(duì)鏟刀的沖擊。輥輪加裝前后板尾對(duì)鏟刀的沖擊情況如圖4所示。

從圖4看出：輥輪加裝前，板尾脫離錐頭后對(duì)鏟刀形成了沖擊；輥輪加裝后，板尾脫離輥輪后未對(duì)鏟刀形成沖擊。

（4）在板尾進(jìn)入矯平機(jī)后，控制輥輪油缸使油缸桿收回，讓輥輪處于非工作狀態(tài)。

4 改進(jìn)效果

在活動(dòng)輥輪加裝以前，勝利鋼管Φ820 mm螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線開卷機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)鏟刀油缸擺臂斷裂的故障，在生產(chǎn)普通規(guī)格的鋼管時(shí)，大約每隔20天鏟刀油缸的擺臂就斷裂1次；在生產(chǎn)高鋼級(jí)、大壁厚鋼管時(shí)，在板尾較大的反彈力作用下，鏟刀油缸斷裂的頻率會(huì)更快，如2009年在生產(chǎn)鋼級(jí)為X60、壁厚為12.5 mm的Φ610 mm螺旋縫埋弧焊管時(shí)，其斷裂的頻率達(dá)到了每周1次，嚴(yán)重影響了焊管機(jī)組的作業(yè)率。自2009年下半年對(duì)該生產(chǎn)線開卷機(jī)加裝活動(dòng)輥輪后，至今未再出現(xiàn)鏟刀油缸擺臂斷裂的故障。

圖4 輥輪加裝前后板尾對(duì)鏟刀的沖擊情況示意

5 結(jié) 語

螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線開卷機(jī)處加裝活動(dòng)輥輪，可有效地避免卷板板尾在脫離錐頭后對(duì)鏟刀的沖擊，降低鏟刀裝置的故障率，提高焊管機(jī)組的作業(yè)率。

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