熱軋地下卷取機(jī)卷筒外支撐的結(jié)構(gòu)研究*

許　軍

(常州寶菱重工機(jī)械有限公司， 江蘇 常州　213019)

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熱軋地下卷取機(jī)卷筒外支撐的結(jié)構(gòu)研究*

許軍

(常州寶菱重工機(jī)械有限公司， 江蘇 常州213019)

介紹了熱軋地下卷取機(jī)卷筒外支撐的作用，并根據(jù)常州寶菱重工機(jī)械有限公司在地下卷取機(jī)設(shè)備設(shè)計(jì)制造過(guò)程中的經(jīng)驗(yàn)，對(duì)兩種外支撐結(jié)構(gòu)進(jìn)行了分析對(duì)比。

地下卷取機(jī)； 外支撐； 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

引言

在懸臂式卷筒的卷取機(jī)中，常在卷筒頭部(卷取機(jī)的操作側(cè))設(shè)計(jì)有可開(kāi)合的支撐臂(又稱(chēng)外支撐)[1]。作為卷取機(jī)卷筒的輔助支撐，其作用是在卷取期間支撐卷筒軸，增加卷筒的剛度，減少卷筒的撓曲變形，以獲得較好的帶鋼卷取質(zhì)量。

常規(guī)的外支撐結(jié)構(gòu)采用可沿卷筒軸線(xiàn)水平擺動(dòng)或卷筒徑向豎直擺動(dòng)的支撐臂，擺起時(shí)托輥支撐于卷筒頭部的側(cè)面或底部，一般不用支撐住整個(gè)外圓圓周。

而在熱軋地下卷取機(jī)中，外支撐普遍采用全圓周支撐的結(jié)構(gòu)。這是因?yàn)樵诰砣C(jī)工作時(shí)，鋼板以很快的速度沖進(jìn)助卷輥，對(duì)卷筒產(chǎn)生很大的沖擊力，如卷筒外支撐剛性不好，將嚴(yán)重影響卷取機(jī)的穩(wěn)定運(yùn)行及使用壽命。全圓周支撐的結(jié)構(gòu)可以抵抗各個(gè)方向的沖擊力，使卷筒中心與卷取機(jī)中心始終保持良好的同軸度。

1　地下卷取機(jī)插入式外支撐結(jié)構(gòu)

1.1設(shè)備結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

圖1　插入式外支撐簡(jiǎn)圖1.機(jī)架；2.支撐臂；3.導(dǎo)向軸；4.定位軸；5.油缸座；6.橫移缸；7.擺動(dòng)缸；8.內(nèi)外偏心套

如圖1所示，整個(gè)設(shè)備安裝在卷取機(jī)操作側(cè)伸出的一塊大平臺(tái)上，以這個(gè)平臺(tái)作為機(jī)架。機(jī)架上固定有兩個(gè)軸承座，分別用于安裝L型的支撐臂與擺動(dòng)缸的耳軸。支撐臂作為整個(gè)設(shè)備的核心部件，要安裝導(dǎo)向軸、定位軸、偏心套以及連接橫移缸的叉頭；而且支撐臂在工作時(shí)要求三點(diǎn)定位，所以對(duì)加工的精度要求很高。導(dǎo)向軸也是個(gè)重要部件，一頭穿在軸承座里，另一頭穿在卷取機(jī)上，中間穿著的支撐臂可以軸向滑動(dòng)。油缸座固定在導(dǎo)向軸上，用于安裝橫移缸和連接擺動(dòng)缸的叉頭。定位軸固定在支撐臂上，工作時(shí)插入卷取機(jī)中聯(lián)為一體，提高設(shè)備的穩(wěn)定性。支撐臂頭部的孔中安裝有2個(gè)偏心套，與卷筒頭部是錐面接觸，通過(guò)旋轉(zhuǎn)內(nèi)圈與外圈，可以同時(shí)調(diào)節(jié)卷筒中心的水平偏移量與豎直偏移量。

這種插入式外支撐設(shè)備重量重，加工要求高，但工作可靠，受力與剛性較好，不需要經(jīng)常檢修。

1.2工作及調(diào)試流程

動(dòng)作流程如下：卷取時(shí)，擺動(dòng)缸先伸出，使支撐臂擺到工作位置，對(duì)準(zhǔn)卷筒中心；然后橫移缸再伸出，推動(dòng)支撐臂沿卷筒軸向移動(dòng)，直到支撐臂上的偏心套完全插入卷筒頭部，同時(shí)支撐臂上的定位軸也插入卷取機(jī)中。卸卷時(shí)，橫移缸先縮回，拉著支撐臂脫離卷筒，然后擺動(dòng)缸再縮回，使支撐臂擺到收起位置，讓出卸卷空間。

調(diào)試時(shí)，先調(diào)擺動(dòng)缸，其油缸伸出后不留余量，確保支撐臂處在對(duì)準(zhǔn)卷筒的位置；擺動(dòng)缸的緩沖閥需要經(jīng)常調(diào)節(jié)，防止工作時(shí)出現(xiàn)震蕩的現(xiàn)象，減輕導(dǎo)向軸的磨損。橫移缸的調(diào)試原則，也是其滿(mǎn)行程使用時(shí)，支撐臂能夠順暢滑動(dòng)。最后調(diào)卷筒中心的偏心量，消除加工、裝配等原因造成的誤差：先測(cè)量卷筒實(shí)際中心與理論中心的差值，然后再查表，分別把內(nèi)外偏心套旋轉(zhuǎn)一定角度，完成最終的卷筒對(duì)中；這個(gè)測(cè)量、調(diào)節(jié)過(guò)程可能要反復(fù)幾次，才能達(dá)到理想的效果，取決于操作人員的經(jīng)驗(yàn)與手感。

1.3設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要考慮解決2個(gè)生產(chǎn)中可能會(huì)出現(xiàn)的問(wèn)題：

1)卷筒跟轉(zhuǎn)的問(wèn)題。正常工作時(shí)卷筒頭部外圈不轉(zhuǎn)，軸承旋轉(zhuǎn)，如果支撐臂未完全插入，會(huì)出現(xiàn)卷筒頭跟著卷取機(jī)旋轉(zhuǎn)的現(xiàn)象，導(dǎo)致卷筒磨損過(guò)快，嚴(yán)重影響使用壽命。這種情況常發(fā)生在更換卷筒備件后，設(shè)計(jì)時(shí)要注意橫移缸的位置有一定的調(diào)節(jié)量以補(bǔ)償尺寸誤差。

2)無(wú)法拔出的問(wèn)題。常發(fā)生在設(shè)備使用一段時(shí)間后，支撐臂內(nèi)圈與卷筒頭部卡死，無(wú)法正常退回，主要是由于支撐臂內(nèi)圈產(chǎn)生了非均勻磨損，設(shè)計(jì)時(shí)要慎重考量接觸錐面的長(zhǎng)度與角度，并在材質(zhì)與潤(rùn)滑方式上予以改進(jìn)。

2　地下卷取機(jī)對(duì)抱式外支撐結(jié)構(gòu)

2.1設(shè)備結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)

圖2　對(duì)抱式外支撐簡(jiǎn)圖1.機(jī)架；2.連桿a； 3連桿b； 4.支撐臂；5.偏心軸a； 6.偏心軸b； 7.油缸

如圖2所示，整個(gè)設(shè)備由兩套對(duì)稱(chēng)布置的連桿機(jī)構(gòu)組成，油缸耳軸、支撐臂底部孔、連桿a鉸接在機(jī)架上，油缸叉頭與連桿a，b鉸接在一起，連桿b又與支撐臂中部孔鉸接在一起，支撐臂頭部孔鑲有耐磨材料與卷筒接觸。

全圓周支撐的結(jié)構(gòu)由于偏心都會(huì)對(duì)卷筒作用有過(guò)支承力，所以需要調(diào)節(jié)卷筒中心的偏移量。在這個(gè)結(jié)構(gòu)中，支撐臂的兩個(gè)鉸接點(diǎn)處都設(shè)有偏心軸，采用齒輪嚙合機(jī)構(gòu)，偏心軸a用于調(diào)節(jié)豎直方向的量，偏心軸b用于調(diào)節(jié)水平方向的量。

機(jī)架一般與卷取機(jī)牌坊做成一體，以獲得更好的穩(wěn)定性，雖然也可以像常規(guī)外支撐那樣做成獨(dú)立的底座，但強(qiáng)度與剛性難以滿(mǎn)足地下卷取機(jī)苛刻的要求。

這種對(duì)抱式外支撐結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，易于加工，設(shè)備重量輕，但受力主要集中在連桿銷(xiāo)軸處，要注意檢修更換。

2.2工作及調(diào)試流程

動(dòng)作流程如下：卷取時(shí)，油缸伸出，推動(dòng)連桿機(jī)構(gòu)帶動(dòng)支撐臂擺出，抱緊卷筒；卸卷時(shí)，油缸縮回，連桿折疊起來(lái)，支撐臂收回，讓出卸卷空間。

調(diào)試時(shí)，要注意控制兩側(cè)油缸的速度與同步性，避免支撐臂單側(cè)快速撞擊卷筒，導(dǎo)致卷筒軸頸反復(fù)受沖擊而磨損[2]。

2.3設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)

在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上，要注意使連桿a，b在工作時(shí)處于同一水平線(xiàn)，其沖擊力主要傳到機(jī)架上，減少對(duì)油缸的沖擊，而且連桿機(jī)構(gòu)要設(shè)置擋塊，克服死點(diǎn)位置，防止油缸伸出后無(wú)法縮回。

這種結(jié)構(gòu)的連桿平面距卷取機(jī)牌坊很近，導(dǎo)致卷取機(jī)操作側(cè)的檢修空間緊張，卷取機(jī)上的安全銷(xiāo)、助卷輥軸承座等部件的安裝位置都要在設(shè)計(jì)時(shí)充分考慮。

3　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)比以上兩種形式的外支撐結(jié)構(gòu)，雖然插入式結(jié)構(gòu)整體剛性好，機(jī)構(gòu)可靠性高，但對(duì)抱式結(jié)構(gòu)由于加工難度低、設(shè)備重量輕，能以較低的成本在市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中取得優(yōu)勢(shì)。

[1]王健玉. 利用雙偏心套調(diào)整卷筒與外支撐臂對(duì)中度的方法[J]. 軋鋼, 20，09(5):33—35.

[2]王先云. 熱軋卷取機(jī)卷筒頭部軸承異常損壞的分析與處理[J]. 重型機(jī)械, 2011，(3):31—35.

2016-03-25

許軍(1982—)，男，工程師。電話(huà)：(0519)83258335

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