冷軋廢邊卷取機(jī)存在的問題及解決方案

高衛(wèi)軍 余愛祥 杜錫林 王在芪

(二重(德陽)重型裝備有限公司，四川618000)

1 概述

酸軋機(jī)組生產(chǎn)中都設(shè)有圓盤剪，對來料帶鋼進(jìn)行切邊處理，切下來的廢邊絲有兩種處理方式，一是圓盤剪后布置碎邊剪，將廢邊絲碎斷，作為廢鐵處理；二是圓盤剪后布置廢邊卷取機(jī)，將廢邊絲卷取成廢邊卷，可用作冷拔絲原料及鐵釘?shù)闹谱鞑牧稀慕?jīng)濟(jì)角度考慮，國內(nèi)酸軋機(jī)組用戶大都選用圓盤剪后布置廢邊卷取機(jī)的機(jī)組結(jié)構(gòu)。因此廢邊卷取機(jī)的工作效率會(huì)直接影響圓盤剪的切邊效率，進(jìn)而影響整個(gè)酸軋機(jī)組的生產(chǎn)效率。

2 廢邊卷取機(jī)介紹

2.1 設(shè)備組成及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

廢邊卷取機(jī)主要由機(jī)架底座、中間滑架、活動(dòng)卷筒、中間固定卷筒、卷筒夾緊油缸、卷筒驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)和撥料裝置等組成，兩側(cè)卷筒中心距為1000 mm，如圖1所示。機(jī)架底座為焊接結(jié)構(gòu)支架；卷筒為圓錐形卷筒，便于將廢卷卸下。卷筒滑架上裝有液壓馬達(dá)，驅(qū)動(dòng)卷筒進(jìn)行卷取；兩側(cè)的移動(dòng)卷筒滑架安裝在中間滑架的滑槽中，可在液壓缸驅(qū)動(dòng)下移動(dòng)，中間的固定卷筒通過固定支架安裝在中間滑架中部；中間滑架整體安裝在機(jī)架底座的滑槽中，在液壓缸驅(qū)動(dòng)下作往復(fù)運(yùn)動(dòng)。

2.2 主要技術(shù)參數(shù)

廢邊卷取機(jī)及原料主要技術(shù)參數(shù)見表1。

2.3 廢邊卷取機(jī)工作原理

如圖2所示，廢邊卷取機(jī)位于圓盤剪后，用于卷取經(jīng)過圓盤剪剪切下來的廢邊絲，通過上卷取的方式進(jìn)行卷取。中間兩卷筒為固定式，卷筒中心距為1000 mm，外側(cè)的兩個(gè)卷筒分別在液壓缸驅(qū)動(dòng)下可單獨(dú)移動(dòng)。由人工將廢邊絲頭部放置在兩個(gè)卷筒中間，卷筒夾緊油缸關(guān)閉，夾緊廢邊絲頭部，之后液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)卷筒進(jìn)行卷取。撥料裝置由液壓缸驅(qū)動(dòng)沿卷取方向周期往復(fù)來回移動(dòng),使廢邊絲能夠布滿整個(gè)卷筒，當(dāng)廢邊卷卷徑達(dá)到一定時(shí),廢邊卷取機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)停止；卷筒夾緊油缸打開，廢邊卷自動(dòng)滾落到廢料溜槽中。

1—撥料裝置 2—左側(cè)卷筒夾緊油缸 3—左側(cè)卷筒滑架 4—左側(cè)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá) 5—左側(cè)移動(dòng)卷筒 6—中間固定卷筒 7—右側(cè)移動(dòng)卷筒 8—右側(cè)驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá) 9—右側(cè)卷筒滑架 10—右側(cè)卷筒夾緊油缸 11—機(jī)架底座 12—中間滑架 13—廢邊卷溜槽

表1 廢邊卷取機(jī)及原料主要技術(shù)參數(shù)Table 1 Main technical parameters of scrap coiler and raw material

圖2 廢邊卷取機(jī)的布置形式Figure 2 Layout of scrap coiler

圖3 廢邊絲卷在外側(cè)的兩個(gè)卷筒上Figure 3 Waste edge wire coil on the outer two rolls

圖4 廢邊絲卷在內(nèi)側(cè)的兩個(gè)卷筒上Figure 4 Waste edge wire coil on the inner two rolls

3 設(shè)備存在的問題

廢邊卷取機(jī)存在以下問題：廢邊絲有時(shí)能布滿卷筒，有時(shí)只卷在外側(cè)的卷筒上(見3)；有時(shí)只卷在內(nèi)側(cè)的卷筒上(見圖4)，廢邊絲無法布滿整個(gè)卷筒，卷筒利用率低，導(dǎo)致卸卷次數(shù)頻繁，卸卷停機(jī)總時(shí)間長，用戶操作成本高，最終導(dǎo)致機(jī)組生產(chǎn)效率低。

4 分析原因

由上述可知，兩側(cè)卷筒中心距固定為1000 mm。當(dāng)來料寬度不同時(shí)，廢邊絲卷在卷筒上的情況不同。

(1)當(dāng)來料寬度為1000 mm時(shí)，如圖5所示，卷筒中心距與兩側(cè)的廢邊絲間距保持一致，廢邊絲只受到一個(gè)向上的拉力，沒有額外的軸向分力，因此卷筒在作往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)，廢邊絲能夠均勻地卷滿整個(gè)卷筒。與現(xiàn)場實(shí)際卷取狀態(tài)相符，如圖6所示。

圖5 廢邊絲間距為1000 mmFigure 5 Space between waste edge wires is 1000 mm

圖6 廢邊絲能布滿整個(gè)卷筒Figure 6 The waste edge wire can cover the whole roll

從圖6可以看出，廢邊絲能布滿整個(gè)卷筒，卷筒利用率高，卷筒上存儲(chǔ)的廢邊絲多，卸卷次數(shù)少，此時(shí)廢邊卷取機(jī)的工作效率高。此種情況是比較理想的。

(2)當(dāng)來料寬度為1200 mm時(shí)，如圖7所示，由于卷筒中心距小，兩側(cè)廢邊絲間距大，廢邊絲往內(nèi)拉，呈內(nèi)喇叭口，廢邊絲除了承受一個(gè)向上的拉力外，還受到一個(gè)額外的向外的軸向分力，致使廢邊絲卷在外側(cè)的兩個(gè)卷筒上(見圖3)。

(3)當(dāng)來料寬度為850 mm時(shí)，如圖8所示，由于卷筒中心距大，兩側(cè)廢邊絲間距小，廢邊絲往外拉，呈外喇叭口，廢邊絲除了承受一個(gè)向上的拉力外，還受到一個(gè)額外的向內(nèi)的軸向分力，致使廢邊絲卷在內(nèi)側(cè)的兩個(gè)卷筒上(見圖4)。

圖7 廢邊絲間距為1200 mmFigure 7 Space between waste edge wires is 1200 mm

圖8 廢邊絲間距為850 mmFigure 8 Space between waste edge wires is 850 mm

圖9 卷筒底座下方增加滾珠絲杠調(diào)整裝置Figure 9 Ball screw adjusting device added under drum base

通過上述分析，我們可以得出：兩側(cè)卷筒中心距與兩側(cè)廢邊絲間距不一致是導(dǎo)致卷筒利用率低、卷筒卷不滿的主要原因。

5 制定解決方案

既然兩側(cè)卷筒中心距與兩側(cè)廢邊絲間距不一致是導(dǎo)致問題的主要原因，針對這一原因，制定了兩種解決方案：

方案一：卷筒底座上增加滾珠絲杠調(diào)整裝置

卷筒中心距是固定的，不能跟隨來料寬度的變化而變化，所以我們制定的第一個(gè)方案就是：在兩個(gè)固定的卷筒底座上增加滾珠絲杠調(diào)整裝置，如圖9所示，使兩對卷筒中心距可自動(dòng)根據(jù)來料寬度的變化進(jìn)行調(diào)整。

此種方案，可從根本上解決問題，無論來料寬度多大，卷筒中心距均能通過滾珠絲杠調(diào)整裝置將兩對卷筒中心距調(diào)整為與兩側(cè)廢邊絲間距一致，保證廢邊絲能卷滿整個(gè)卷筒。但原有設(shè)備主體結(jié)構(gòu)改動(dòng)大，改造成本高，制造周期長，因此此種方案不適用于現(xiàn)場整改，適合于重新設(shè)計(jì)制作的新設(shè)備。

方案二：卷筒正前方增加間距為1000 mm的立導(dǎo)輪。

在廢邊卷取機(jī)卷筒正前方增加一對間距為1000 mm的立導(dǎo)輪，如圖10所示，對廢邊絲進(jìn)行限寬，使兩側(cè)廢邊絲間距與兩側(cè)卷筒中心距保持一致。并且卷取方式由原設(shè)計(jì)的上卷取方式改為下卷取方式。

此方案對原有的主體設(shè)備沒有任何改動(dòng)，改造成本低，設(shè)備簡單，制造周期短，因此非常適用于現(xiàn)場改造。但此方案也有弊端，由于剪切后廢邊絲邊部非常鋒利，所以立導(dǎo)輪的磨損非常快。只有采用較好的材料，來延長立導(dǎo)輪的使用周期。

圖10 卷筒正前方增加間距為1000 mm的立導(dǎo)輪Figure 10 Vertical guide wheel added in front of the drum which space is 1000 mm

6 方案實(shí)施及達(dá)到的預(yù)期效果

如圖11和圖12為三維模擬卷取狀態(tài)圖。增加了立導(dǎo)輪，對廢邊絲進(jìn)行了限寬，使兩側(cè)廢邊絲間距與兩側(cè)卷筒中心距保持一致。使得立導(dǎo)輪與廢邊卷取機(jī)之間的廢邊絲只受一個(gè)拉力，沒有軸向分力，因此卷筒往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)可使廢邊絲布滿整個(gè)卷筒。

方案二現(xiàn)場實(shí)施后(見圖13和14)，無論來料寬度如何變化，廢邊絲均能卷滿整個(gè)卷筒，卷筒上存儲(chǔ)的廢邊絲量多，卸卷次數(shù)少，人工操作成本低。并且停機(jī)卸卷時(shí)間少，圓盤剪區(qū)域的生產(chǎn)效率大大提高。

圖11 廢邊絲間距為1200 mm時(shí)的卷取狀態(tài)Figure 11 The winding state when the space of waste edge wires is 1200 mm

圖12 廢邊絲間距為850 mm時(shí)的卷取狀態(tài)Figure 12 The winding state when the space of waste edge wires is 850 mm

7 結(jié)論

通過對某冷軋廠酸洗冷軋聯(lián)合機(jī)組中廢邊卷取機(jī)存在的問題進(jìn)行分析，從設(shè)備組成、工作原理入手分析產(chǎn)生問題的原因，針對主要原因制定了相應(yīng)解決方案。并且根據(jù)現(xiàn)場實(shí)際情況，確定實(shí)施哪種方案。最后，本次現(xiàn)場整改采用了增加間距為1000 mm立導(dǎo)輪的設(shè)計(jì)方案。方案實(shí)施后，無論來料板寬度多大，均能實(shí)現(xiàn)廢邊絲布滿整個(gè)卷筒，提高了廢邊卷取機(jī)的卷筒利用率，有效地提高了生產(chǎn)效率。

圖13 現(xiàn)場實(shí)施后的立導(dǎo)輪Figure 13 The vertical guide wheel after implementation on site

圖14 增加立導(dǎo)輪后的卷取狀態(tài)Figure 14 The winding state after adding the vertical guide wheel