熱剪前轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽的改進(jìn)試驗(yàn)

姜明洋，曲祥旭

(1.山東恒邦冶煉股份有限公司，山東 煙臺(tái) 264100； 2.河北工業(yè)大學(xué)，天津 300401)

0 引 言

在軋鋼線上，需要對進(jìn)入精軋機(jī)組PSM(德國西馬克的5機(jī)架380型三輥機(jī)組)中的待軋棒材進(jìn)行切頭、切尾及隨時(shí)準(zhǔn)備將其碎斷，以保證精軋機(jī)組設(shè)備的正常和穩(wěn)定運(yùn)行[1-2]，這一功能由精軋機(jī)組前的組合剪和碎斷剪來實(shí)現(xiàn)，組合剪包括曲柄模式和回轉(zhuǎn)模式，以此來實(shí)現(xiàn)對直徑25.4～112.5 mm軋件的剪切，碎斷剪用來發(fā)生意外時(shí)進(jìn)行碎斷。

轉(zhuǎn)轍器在軋件剪切過程中起到了至關(guān)重要的作用，為防止切頭和切尾剪斷的鋼頭進(jìn)入到輸送輥道中，需要轉(zhuǎn)轍器將待軋件提前導(dǎo)向到廢料槽中，剪切完的瞬間通過液壓缸迅速將導(dǎo)槽推到軋線的位置，以保證整個(gè)過程穩(wěn)定進(jìn)行[3,4]。遇到意外情況需要碎斷時(shí)，通過水平液壓缸和豎直液壓缸將軋件導(dǎo)入碎斷剪中進(jìn)行碎斷，軋線的生產(chǎn)工藝要求生產(chǎn)不同規(guī)格的鋼材對應(yīng)轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽的規(guī)格也各不同，然而各種導(dǎo)槽的來回切換嚴(yán)重影響了出鋼節(jié)奏，甚至容易出現(xiàn)規(guī)格不對應(yīng)而導(dǎo)致軋件撞擊剪刃，造成堆鋼，對此，筆者通過對轉(zhuǎn)轍器前導(dǎo)槽進(jìn)行改進(jìn)，當(dāng)需要切換不同規(guī)格軋件時(shí)，不再需要更換導(dǎo)槽，對于保持生產(chǎn)穩(wěn)定和節(jié)約檢修時(shí)間具有現(xiàn)實(shí)意義。

1 轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽改造前的問題分析

導(dǎo)槽通過銷軸固定到底座上，導(dǎo)槽的移動(dòng)通過豎直和水平兩個(gè)方向的液壓缸推動(dòng)，如圖1所示。剪前轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽的尺寸共有三種，最大導(dǎo)槽適用待剪切棒材直徑范圍81～112.5 mm，中間尺寸適用直徑范圍51～64 mm，最小尺寸適用直徑范圍為25～40 mm，因此不同尺寸的軋件需要更換不同的轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽。

圖1 轉(zhuǎn)轍器和導(dǎo)槽示意圖1.導(dǎo)槽 2.底座 3.液壓缸 4.銷軸 5.支撐座

改造前轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽的結(jié)構(gòu)如圖2所示。導(dǎo)槽主要包括兩邊的側(cè)板和內(nèi)側(cè)的耐磨板，內(nèi)側(cè)耐磨板通過螺栓鎖緊到兩邊的側(cè)板上，開口度無法進(jìn)行調(diào)整，如圖3所示。改造之前存在的問題有：①軋鋼線如果有輕微的偏離中心線，會(huì)嚴(yán)重磨損兩側(cè)的耐磨板而無法進(jìn)行調(diào)節(jié)；②軋制不同規(guī)格的鋼材，需要耗費(fèi)大量的時(shí)間來更換工裝，影響生產(chǎn)。

圖2 結(jié)構(gòu)示意圖

圖3 不同尺寸的導(dǎo)槽

2 轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽改造后的應(yīng)用效果

對導(dǎo)槽進(jìn)行改進(jìn)，將其內(nèi)側(cè)的耐磨板改成可調(diào)節(jié)式，在更換不同規(guī)格的軋件時(shí)，不需要再更換導(dǎo)槽，大大簡化了工序步驟，線上熟練工人每次更換導(dǎo)槽需要的時(shí)間超過30 min，改造之后，可節(jié)省大量的時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。改造部位示意圖如圖4所示。

圖4 可調(diào)劑側(cè)板示意圖1.絲桿 2.螺母 3.定位塊 4.螺母 5.內(nèi)側(cè)耐磨板 6.側(cè)板

將絲桿通過側(cè)板的圓孔，與內(nèi)側(cè)耐磨板焊接固定，絲桿另一側(cè)由兩個(gè)螺母和一個(gè)定位塊組成，定位塊固定到轉(zhuǎn)轍器底座上，通過調(diào)節(jié)定位塊兩側(cè)的螺母，可實(shí)現(xiàn)內(nèi)側(cè)耐磨板的位置調(diào)節(jié)。圖中右側(cè)的螺母負(fù)責(zé)調(diào)節(jié)耐磨板的位置，左側(cè)的螺母擰緊到定位塊上，可鎖緊絲桿的軸向位置，從而限制內(nèi)側(cè)耐磨板的移動(dòng)。將改造之后的轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽，運(yùn)用到生產(chǎn)線上，如圖5所示。

圖5 改造后導(dǎo)槽示意圖

3 擰緊力矩計(jì)算

當(dāng)調(diào)節(jié)好內(nèi)側(cè)耐磨板位置后，需要通過兩側(cè)螺母鎖定其位置，防止發(fā)生耐磨板發(fā)生晃動(dòng)，通過對擰緊力矩進(jìn)行計(jì)算，驗(yàn)證操作的可行性。螺栓的公稱直徑d=24 mm，螺距P=2 mm，則螺紋原始三角形高度[5]為：

H=0.866×P=0.866×2=1.732(mm)

(1)

外螺紋小徑為：

(2)

螺紋中徑為：

(3)

計(jì)算直徑為：

(4)

螺栓公稱應(yīng)力截面積為：

=304.13 (mm2)

(5)

螺栓材料的屈服強(qiáng)度為:

σs=114 (MPa)

(6)

擰緊力矩為:

T=K×σs×As×d=0.12×114×304.13×24÷1 000

=99.85 (N·m)

(7)

通過計(jì)算，所需力矩滿足實(shí)際操作要求，說明改進(jìn)具有可行性。

4 結(jié) 語

通過對轉(zhuǎn)轍器導(dǎo)槽結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和改進(jìn)，使其成為可調(diào)節(jié)式，尺寸規(guī)格可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)工藝進(jìn)行隨意調(diào)節(jié)，改造之前，轉(zhuǎn)轍器內(nèi)側(cè)耐磨板時(shí)常會(huì)出現(xiàn)磨損甚至斷裂的情況，改造之后，可調(diào)節(jié)耐磨板的位置，保證鋼材不與其產(chǎn)生摩擦。經(jīng)過統(tǒng)計(jì)，由于更換工裝每個(gè)月更換轉(zhuǎn)轍器浪費(fèi)的時(shí)間大約是250 min，改造之后大約只需要50 min，很大程度的縮短了更換工裝所需時(shí)間，減少了勞動(dòng)強(qiáng)度同時(shí)提高了工作效率，為提高特鋼年產(chǎn)量創(chuàng)造有利條件。