冷卻鋼帶糾偏及防護措施的改進

穆洪彪趙培余張含博孫迎波

（杭州中法實業(yè)股份有限公司)

冷卻鋼帶糾偏及防護措施的改進

穆洪彪*趙培余張含博孫迎波

（杭州中法實業(yè)股份有限公司)

通過對冷卻鋼帶機組結(jié)構(gòu)及其運動規(guī)律的分析，提出在鋼帶主、從動輪一側(cè)增加鋼帶偏移量在線測量裝置。添置扭力指示扳手，控制鋼帶張緊力。經(jīng)過技術(shù)改進，機組中鋼帶的調(diào)整頻次和故障率顯著降低。

冷卻鋼帶偏移量糾偏在線測量鋼帶張緊力

在聚酯樹脂生產(chǎn)領(lǐng)域，冷卻鋼帶機組是用于成品降溫冷卻的關(guān)鍵設(shè)備。但是在機組運轉(zhuǎn)過程中，鋼帶總是發(fā)生跑偏，即向滾輪的一側(cè)或另一側(cè)運動。若不能及時調(diào)整，易造成膠條脫落、冷卻水流入成品中的質(zhì)量事故。因此調(diào)整鋼帶，使之保持正確的工作狀態(tài)，成了鋼帶操作工的經(jīng)常性工作。為了培訓員工，維護好鋼帶，保障生產(chǎn)的正常進行，筆者對冷卻鋼帶的運動規(guī)律進行了深入的研究，并對現(xiàn)有的糾偏措施進行了改進，變定性分析為定量分析，配合鋼帶位置及糾偏示意圖解，使操作工容易掌握鋼帶的運動趨勢，便于調(diào)整鋼帶位置。

1 冷卻鋼帶機組的結(jié)構(gòu)和組成

如圖1所示，冷卻鋼帶機組由從動輪、鋼帶、鋼帶張緊力調(diào)整裝置、主動輪位置調(diào)整裝置、主動輪、鋼帶機架、帶TR型軸承座的UC滾動軸承、減速電機等部件組成。

2 鋼帶偏移的原因

由于冷卻鋼帶是柔性部件，在使用過程中頻繁地受到熱交變應力的作用，使鋼帶的實際長度每時每刻都在發(fā)生變化，從而影響鋼帶受到的張緊力，導致鋼帶在兩只輪轂上的位置發(fā)生變動。因此鋼帶的偏移就一直貫穿于生產(chǎn)的始終。

圖1 冷卻鋼帶機組結(jié)構(gòu)

3 原糾偏措施

（1）鋼帶調(diào)整依據(jù)

鋼帶操作工觀察鋼帶膠條相對于鋼帶滾輪邊緣的位置（約3～5 mm為極限位置）。

（2）主動輪端鋼帶位置的調(diào)整

如圖2所示，通過調(diào)整主動輪軸承連接螺桿上的調(diào)整螺母2和調(diào)整螺母9，帶動主動輪做徑向運動，用以增加或減小鋼帶受到的張力，達到對鋼帶糾偏的目的。

圖2 主動輪位置調(diào)整裝置

（3）從動輪鋼帶位置的調(diào)整

如圖3所示，通過調(diào)整螺母2做前后運動，用以調(diào)節(jié)碟形彈簧組的壓縮量，從而增大或減小彈簧對從動輪軸承螺桿的推力，螺桿再把這個推力傳遞到從動輪的兩端，使鋼帶在輪轂兩側(cè)受到的張力發(fā)生變化，達到鋼帶糾偏的目的。

圖3 鋼帶張緊力調(diào)整裝置

4 改進后的糾偏措施

（1）加裝鋼帶偏移量在線測量裝置。如圖4、圖5所示，該測量裝置由帶定位導向功能的測量導桿11、軸承9、導向套7、彈簧13、深度游標卡尺8等主要部件組成。

圖4 鋼帶偏移量在線測量裝置

圖5 在線測量裝置圖（圖4）中的A部放大圖

工作原理：在鋼帶運行狀態(tài)下，用深度游標卡尺的測量桿抵壓測量導桿11，測量導桿11壓縮彈簧13向鋼帶一側(cè)運動，直至使軸承9接觸鋼帶邊緣；此時軸承9與鋼帶1滾動接觸，測量導桿11處于相對靜止狀態(tài)，這時可從深度游標卡尺8上讀出精確的數(shù)值，在與鋼帶的最佳位置數(shù)據(jù)（即鋼帶1處于滾輪2的正中，測量裝置測出的數(shù)據(jù)）比較后，可以實時監(jiān)控鋼帶的準確位置。當測量結(jié)束后，深度游標卡尺8離開測量導桿11，測量導桿11在彈簧13在壓力下復位，離開鋼帶1。

（2）記錄每次檢查及調(diào)整的數(shù)據(jù)，積累資料，作為設(shè)備檔案保存下來，用以分析每條鋼帶的運動規(guī)律。

（3）添置扭矩指示扳手，控制鋼帶張力，預防鋼帶張緊力超標，從而保護鋼帶。

①鋼帶機組出廠時碟形彈簧預緊力的計算。

鋼帶廠碟形彈簧組參數(shù)：4個一組，共10組，自由狀態(tài)長200 mm，工作狀態(tài)長170 mm；外徑D=90 mm，內(nèi)徑d=46 mm，厚度t=3 mm，自由高度H0=6.9 mm，內(nèi)錐高h0=3.9 mm。

單個碟形彈簧載荷的計算：

式中P——碟簧載荷，N；

t——碟簧厚度，mm；

D——碟簧外徑，mm；

f——單個碟簧的變形量，mm；f=0.75 mm；

h0——碟簧壓平時變形量的計算值，mm；

E——彈性模量，MPa；取2.06×105MPa；

μ——泊松比，取μ＝0.3；

K1——系數(shù)；

c——徑比，c=D/d；

d——碟簧內(nèi)徑，mm；

K4——系數(shù)，無支承面碟簧K4=1。

將上述參數(shù)代入碟簧載荷計算式，則單個碟簧的受力為：

碟簧的預緊力：

②鋼帶張力調(diào)整螺母在上述碟簧組預緊力下的扭矩。

螺桿參數(shù)為M30×3。

螺紋連接的擰緊力矩按下式計算：

式中T——擰緊力矩，N·m；

μ——螺母與連接件支承面間的摩擦系數(shù)，取μ=0.15；

F0——預緊力，N；

d——螺紋的公稱直徑，m。

將F數(shù)值代入擰緊力矩計算式得：

T=1.25×0.15×14 756×30/1000=83 N·m

（4）繪制鋼帶位置及糾偏示意圖。圖6所示為8種鋼帶偏移至極限位置以及需要進行糾偏操作的示意簡圖。

圖6 鋼帶位置及糾偏示意圖

對圖6作以下說明：對于鋼帶位置圖1的狀態(tài)，見圖6（a），鋼帶在輪轂的北側(cè)極限位置，此時應使鋼帶向南移動。見圖（b），先松開主動輪南側(cè)的調(diào)整螺母9，把調(diào)整螺母2向下轉(zhuǎn)動少量（例如1/6圈），主動輪南側(cè)向內(nèi)移動0.5 mm，再按同樣的方法使主動輪北側(cè)向外移動0.5 mm。為使從動輪南側(cè)有向內(nèi)移動的趨勢，應減小作用到螺桿上的碟簧壓力（如扭矩減小5 N·m），從而相應地減小了鋼帶在從動輪南側(cè)受到的張力，使鋼帶有向南運動的趨勢；同樣道理，增加從動輪北側(cè)的螺桿上的碟簧的壓力，也可使鋼帶有向南側(cè)運動的趨勢。因此通過這樣的調(diào)節(jié)，可使鋼帶向南側(cè)移動。

5 結(jié)論

（1）在鋼帶機組主、從動輪一側(cè)增加鋼帶偏移量檢測裝置，可實時監(jiān)測鋼帶的位置，變定性分析為定量分析；再配合鋼帶位置及糾偏示意圖解，可方便地維護鋼帶，使鋼帶的調(diào)整頻次和故障率顯著降低。

（2）通過對冷卻鋼帶機組出廠時鋼帶張緊力預計值的計算分析，添置扭力指示扳手，即可控制碟簧調(diào)整壓力，從而防止鋼帶張力超限。

（3）通過分析給定調(diào)整量下的鋼帶偏移速率，可為確定鋼帶的調(diào)整頻次提供依據(jù)，也可為實現(xiàn)鋼帶糾偏自動化改造提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

Improvement of Rectification and Protective Measures for Cooling Steel Strip

Mu HongbiaoZhao PeiyuZhang HanboSun Yingbo

Based on the analysis of structure and motion characteristics of the cooling steel strip unit,two improvement measures were provided,which were adding online measuring device for the offset on the side of steel strip drive wheel and driven wheel,and adding torque wrench to control the strip tension.After the technical improvement,the adjustment frequency and failure ratio of steel strip in the unit were significantly reduced.

Cooling steel strip;Offset;Rectification;Online measurement;Steel strip tension

TQ 050.6

10.16759/j.cnki.issn.1007-7251.2016.12.014

2016-03-15）

*穆洪彪，男，1968年生，工程師。杭州市，310009。