一種帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置

□ 朱麗娜

北鋼管業(yè)（營口）有限公司 遼寧營口 115007

1 設(shè)計背景

在冶金軋鋼生產(chǎn)線設(shè)備中，導(dǎo)衛(wèi)裝置安裝在軋機前后，是協(xié)助軋件按既定的方向和狀態(tài)準確、穩(wěn)定地進入和導(dǎo)出孔型的裝置[1]。導(dǎo)衛(wèi)裝置的穩(wěn)定性、安全性、靈活度、更換周期等因素直接影響軋件質(zhì)量、生產(chǎn)效率、設(shè)備及人身安全。

導(dǎo)衛(wèi)裝置中的導(dǎo)板用來引導(dǎo)軋件正確進出孔型，使軋件在水平方向不左右偏斜和歪扭，其中裝在出口處的導(dǎo)板稱為出口導(dǎo)板。目前生產(chǎn)線上的出口導(dǎo)板裝置為整體設(shè)計，出口導(dǎo)板固定在出口導(dǎo)板橫梁上，軋制完成的軋件在出口導(dǎo)板的導(dǎo)向作用下順利導(dǎo)出[2]。出口導(dǎo)板裝置的結(jié)構(gòu)與穩(wěn)定性將直接影響軋件成品的質(zhì)量與生產(chǎn)效率。

由于軋件與導(dǎo)板之間為線接觸，相互之間發(fā)生滑動摩擦，在高溫高熱的軋件摩擦作用下，極易造成導(dǎo)板表面的迅速磨損，在導(dǎo)板表面形成溝槽或凸起[3]。一旦導(dǎo)板表面存在溝槽或凸起磨損，當(dāng)軋件通過導(dǎo)板時，這些溝槽或凸起會對軋件表面造成劃傷，嚴重影響軋件質(zhì)量，特別是成品軋機對軋件質(zhì)量要求更高，軋件表面劃傷成為最常見的質(zhì)量缺陷[4]。為避免磨損的導(dǎo)板劃傷軋件，生產(chǎn)中需要頻繁更換磨損嚴重的導(dǎo)板。

更換導(dǎo)板必須停產(chǎn)后進行，因?qū)О遒|(zhì)量大，必須使用吊車更換，更換后還要重新調(diào)整孔型位置，緊固鎖緊螺栓。這樣必然會影響生產(chǎn)節(jié)奏，降低生產(chǎn)效率。另外，還會增大操作者的勞動強度。更換下的導(dǎo)板需要修復(fù)處理，嚴重變形的導(dǎo)板無法修復(fù)，只能淘汰，增加了導(dǎo)板工裝的消耗。

2 裝置結(jié)構(gòu)

帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置在原有導(dǎo)板裝置本體基礎(chǔ)上進行局部改進，并增加附件而成。增加的附件包括空心軸、導(dǎo)向輪、軸套、墊片、固定螺栓[5]，并在原導(dǎo)板本體尾部加工出凹槽，新增的附件軸套安裝在導(dǎo)向輪內(nèi)，導(dǎo)向輪和墊片通過空心軸固定在導(dǎo)板凹槽中。導(dǎo)板通過下部的燕尾槽設(shè)置在導(dǎo)板橫梁上，楔塊設(shè)置于導(dǎo)板燕尾槽與導(dǎo)板橫梁之間，固定螺栓穿過楔塊和導(dǎo)板上的圓孔。當(dāng)緊固固定螺栓時，楔塊向上運動，楔塊與導(dǎo)板橫梁的斜面之間產(chǎn)生相對運動，楔塊產(chǎn)生左右方向的脹力，將導(dǎo)板緊固在導(dǎo)板橫梁上。帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置結(jié)構(gòu)如圖1所示，其空心軸結(jié)構(gòu)如圖2所示。

圖1 帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置結(jié)構(gòu)

圖2 空心軸結(jié)構(gòu)

3 裝置特點

帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置中，空心軸為固定件，保持不動，導(dǎo)向輪以空心軸為軸心旋轉(zhuǎn)，兩者之間為軸套，產(chǎn)生滑動摩擦[6-7]。為防止導(dǎo)向輪在旋轉(zhuǎn)時上下表面與導(dǎo)板凹槽直接接觸，造成磨損，導(dǎo)向輪上下表面安裝有墊片。

為減小導(dǎo)向輪與空心軸、導(dǎo)板的磨損，軸套及墊片采用酚醛樹脂承壓布板材質(zhì)[8]，其造價十分低廉，適合水冷及水潤滑。軸套及墊片在水冷條件下摩擦因數(shù)很小，不會對導(dǎo)向輪、空心軸、導(dǎo)板造成磨損。

空心軸內(nèi)設(shè)有導(dǎo)孔，可以通水對空心軸及導(dǎo)向輪進行冷卻降溫[9]，同時對軸套及墊片起到潤滑作用。

當(dāng)軋件通過導(dǎo)板時，軋件與導(dǎo)向輪接觸。隨著軋件的運動，導(dǎo)向輪旋轉(zhuǎn)，軋件與導(dǎo)向輪之間產(chǎn)生滾動摩擦。由于冷卻水通過空心軸中的導(dǎo)孔流出，因此對軸套及墊片能起到很好的潤滑作用，同時對導(dǎo)向輪及空心軸具有降溫作用，降溫后的軋件不會造成導(dǎo)向輪因溫度急劇上升而強度降低。導(dǎo)向輪能保證軋件順利通過，使軋件表面劃傷事故大大減少。

4 裝置使用方法

生產(chǎn)調(diào)型時，按工藝要求用固定螺栓先將導(dǎo)板固定在導(dǎo)板橫梁上，再將導(dǎo)向輪安裝在導(dǎo)板凹槽內(nèi)，調(diào)整好導(dǎo)板間距，用膠管將軋輥冷卻水系統(tǒng)與空心軸頂端相連[10]。生產(chǎn)時，當(dāng)熱軋件從軋機出來后，軋件端面與導(dǎo)向輪接觸，導(dǎo)向輪在軋件帶動下以空心軸為軸心旋轉(zhuǎn)，軋件與導(dǎo)向輪間為滾動摩擦，從而大大改善軋件的受力狀態(tài)，避免軋件表面劃傷事故的發(fā)生，提高產(chǎn)品合格率。

可事先將備用的導(dǎo)向輪安裝好軸套后待用，如需要更換磨損的導(dǎo)向輪及墊片，可以直接將空心軸拔出，卸下磨損的導(dǎo)向輪及墊片，更換上新的導(dǎo)向輪及墊片，再將空心軸重新插入即可。整個操作過程3 min內(nèi)便可完成，簡單、方便、快捷，大大縮短了停軋時間，提高了生產(chǎn)效率。

更換下來的磨損導(dǎo)向輪經(jīng)焊接修復(fù)后可繼續(xù)使用，降低了備件成本。

5 裝置使用效果

經(jīng)過生產(chǎn)實踐檢驗，帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置有以下使用效果。

（1）將軋件與導(dǎo)板之間的滑動摩擦改為滾動摩擦，大大改善了軋件的受力狀態(tài)，降低了軋件劃傷事故發(fā)生的概率，提高了產(chǎn)品合格率。

（2）導(dǎo)向輪通水冷卻，延長了導(dǎo)向輪的使用壽命。

（3）導(dǎo)向輪更換方便、快捷，大大縮短了停軋時間，提高了生產(chǎn)效率。

（4）更換磨損的導(dǎo)向輪成本很低，而造價高的導(dǎo)板本體則沒有磨損，可以長期使用，由此大大降低了工裝成本。

（5）可以在原出口導(dǎo)板裝置的基礎(chǔ)上進行升級改造，降低備件工裝的消耗。

6 結(jié)論

筆者所在單位將多條軋鋼生產(chǎn)線上原有的出口導(dǎo)板裝置改造升級為帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置，并投入生產(chǎn)。實踐證明，帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置運行可靠，不僅減少了軋件劃傷事故，提高了產(chǎn)品合格率，還縮短了導(dǎo)板更換時間，提高了生產(chǎn)作業(yè)率，降低了工人勞動強度。帶導(dǎo)向輪的出口導(dǎo)板裝置使用效果良好，得到現(xiàn)場操作人員的普遍認可與好評。

[1]莊松鶴.森吉米爾軋機備件國產(chǎn)化[J].冶金設(shè)備，1995（6）：27-29，44.

[2]聞邦椿.機械設(shè)計手冊[M].5版.北京：機械工業(yè)出版社，2010.

[3]焦健.端面接觸摩擦磨損試驗機設(shè)計與研究[J].裝備機械，2011（3）：43-46.

[4]王濱生.1 550 mm四輥冷軋平整機結(jié)構(gòu)設(shè)計及軋制壓力計算[J].裝備機械，2009（2）：35-40.

[5]鞏華敏.螺栓連接靜強度校核理論與方法研究[J].裝備機械，2016（4）：43-47，55.

[6]孫志禮，冷興聚，魏延剛，等.機械設(shè)計[M].沈陽：東北大學(xué)出版社，2000.

[7]吳偉，祁峰，何卓儀，等.滑動軸承試驗臺潤滑油站的改造[J].裝備機械，2016（1）：22-24.

[8]郭偉.機械設(shè)計中工程材料的選擇與應(yīng)用要點[J].裝備機械，2016（3）：62-65.

[9]廖克炎，崖忠.軋機冷卻水系統(tǒng)的改進與優(yōu)化[J].柳鋼科技，2011（6）：43-45.

[10]高艷伶.大型鍛鋼支承輥的機加工工藝設(shè)計[J].裝備機械，2015（2）：36-38.