磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步原因與改進(jìn)

馬 加，王政暉

（河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司冷軋廠，河北 邯鄲056015）

河北鋼鐵集團(tuán)邯鋼公司（以下簡(jiǎn)稱邯鋼）冷軋廠鍍鋅線是一條從意大利DANIELI公司引進(jìn)的國(guó)際現(xiàn)代化帶鋼生產(chǎn)線，生產(chǎn)產(chǎn)品厚度主要分布在1.2～4.0 mm之間，年生產(chǎn)能力36萬t。熱鍍鋅線1號(hào)磁力運(yùn)輸機(jī)在該線入口段承擔(dān)輔助上卷和甩尾的工作任務(wù)，1號(hào)線磁力運(yùn)輸機(jī)處于1號(hào)直頭機(jī)和1號(hào)剪前壓輥之間，由于兩者中間的距離很長(zhǎng)，所以1號(hào)磁力運(yùn)輸機(jī)在生產(chǎn)過程中的作用顯得尤為重要。

1號(hào)磁力運(yùn)輸機(jī)由框架、支撐輥、磁力皮帶、驅(qū)動(dòng)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)和四個(gè)升降液壓缸組成（如圖1所示），在上卷和甩尾的過程中磁力運(yùn)輸機(jī)升起，在帶鋼張力建起開始生產(chǎn)的過程中，磁力運(yùn)輸機(jī)需要降下來保證其不接觸帶鋼。由于設(shè)計(jì)缺陷，磁力運(yùn)輸機(jī)升降過程中存在不同步現(xiàn)象，嚴(yán)重時(shí)使磁力運(yùn)輸機(jī)東北角和東南角提升液壓缸螺栓頭發(fā)生斷裂，2011年5月份改造前平均每?jī)蓚€(gè)月?lián)p壞一臺(tái)液壓缸，給機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行帶來嚴(yán)重影響，此現(xiàn)象的發(fā)生，造成了較大的經(jīng)濟(jì)損失。為了保證機(jī)組的穩(wěn)定運(yùn)行，對(duì)磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步原因進(jìn)行研究和分析，并對(duì)磁力運(yùn)輸機(jī)的液壓控制系統(tǒng)和執(zhí)行系統(tǒng)進(jìn)行改造。

圖1 磁力運(yùn)輸機(jī)結(jié)構(gòu)示意圖

1 存在問題及原因分析

1.1 磁力運(yùn)輸機(jī)升降過程中，四個(gè)支撐液壓缸動(dòng)作不同步

如圖1所示，驅(qū)動(dòng)運(yùn)輸機(jī)磁力皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)的電機(jī)安裝在磁力運(yùn)輸機(jī)框架的東北角，負(fù)責(zé)升降的四個(gè)液壓缸分別安裝在框架的四個(gè)角上，在升降的過程中，由于電機(jī)的質(zhì)量存在，四個(gè)液壓缸的受力不同，所以在磁力運(yùn)輸機(jī)上升的過程中，四個(gè)位置中的三個(gè)位置（除了東北角）同時(shí)升起，最后是東北角的液壓缸抬起，下降的過程中，東北角的液壓缸首先下降到底，然后是其余的三個(gè)液壓缸同時(shí)下降到底。

1.2 磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步造成支撐液壓缸損壞嚴(yán)重，影響生產(chǎn)

在磁力運(yùn)輸機(jī)上升和下降的過程中，東北角和東南角的兩個(gè)液壓缸的缸桿和缸頭總是處于彎曲狀態(tài)，由于長(zhǎng)時(shí)間的升降不同步造成東北角液壓缸螺栓頭經(jīng)常處于來回彎曲狀態(tài)，此時(shí)造成的后果就是液壓缸螺栓頭斷裂，液壓缸和磁力運(yùn)輸機(jī)的框架脫開，磁力運(yùn)輸機(jī)不能正常動(dòng)作，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。

1.3 增加配重平衡電機(jī)質(zhì)量不合理

基于液壓缸缸頭斷裂造成的嚴(yán)重影響，開始著手消除承載不同而造成的液壓缸升降不同步問題，首先在東南角的位置增加配重，實(shí)驗(yàn)結(jié)果在東南角一個(gè)位置增加配重，完全可以消除掉由于東北角電機(jī)的質(zhì)量帶來的升降不同步問題。雖然升降不同步問題得到解決，但增加配重的東南角位置正好處于操作側(cè)，嚴(yán)重妨礙了崗位工的正常操作，所以此次問題沒有從根本上解決。

2 改進(jìn)方案及措施

2.1 改造控制管路，平衡控制油缸供油速度

針對(duì)四個(gè)支撐液壓缸升降不同步問題，液壓人員通過現(xiàn)場(chǎng)仔細(xì)研究，既然磁力運(yùn)輸機(jī)的升降是靠液壓缸的升降來完成[2]，那完全可以從液壓系統(tǒng)上來改造完成液壓缸的升降同步，通過查看圖紙，四個(gè)液壓缸由一組液壓閥來控制，既然在東南角一個(gè)位置增加配重就可以消除升降不同步現(xiàn)象，那么如果在東南角位置液壓缸上升的過程中，減少它的供油流量，就可以減緩東南角的液壓缸的上升速度，在東北角的液壓缸下降的過程中，減少其供油量，就可以減緩東北角液壓缸的下降速度[1]（如圖2所示），其效果就相當(dāng)于增加了一個(gè)配重，基于這個(gè)解決問題的思路，可以在液壓管路上增加節(jié)流閥，控制管路供油量，節(jié)流閥有板式和管式兩種，板式節(jié)流閥只能增加到閥組上，但是閥組同時(shí)控制四個(gè)液壓缸，不能單獨(dú)控制其中任一個(gè)，所以要想在磁力皮帶上升的過程中，單獨(dú)控制東南角液壓缸，在磁力皮帶下降的過程中，單獨(dú)控制東北角液壓缸，是不可能實(shí)現(xiàn)的，所以只能采取管式節(jié)流閥來單獨(dú)控制各個(gè)需要控制的管路。

圖2 改造前液壓缸管路

管式節(jié)流閥分為雙向節(jié)流和單向節(jié)流（如圖3），MG型節(jié)流閥為雙向節(jié)流，壓力油經(jīng)側(cè)孔（3）進(jìn)入由閥體（2）和調(diào)節(jié)套（1）構(gòu)成的節(jié)流口（4），旋轉(zhuǎn)調(diào)節(jié)套（1）可以無級(jí)調(diào)節(jié)節(jié)流口（4）的過流截面。MK型套閥為單向節(jié)流閥，在閥的節(jié)流方向，壓力油和彈簧（6）將閥芯（5）壓在閥座上，封閉連通，壓力油通過側(cè)孔（3）進(jìn)入由閥體（2）和調(diào)節(jié)套（1）構(gòu)成的節(jié)流口（4）。在相反方向，壓力作用作用于閥芯（5）的錐面上，打開閥口，使壓力油無節(jié)流的通過單向閥，與此同時(shí)，部分壓力油液通過環(huán)形槽達(dá)到自我清潔效應(yīng)[2]。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)和液壓管路的研究，在液壓缸進(jìn)油和回油管路上同時(shí)增加節(jié)流裝置，會(huì)增加流量調(diào)節(jié)的困難度，因?yàn)樵诖帕ζ仙拖陆档倪^程中，控制液壓缸的管路都要承擔(dān)進(jìn)油和回油任務(wù)，所以在管路中采取雙向管式節(jié)流閥是不可取的?；谏鲜鼋鉀Q問題的思路并根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)研究決定，只需在磁力皮帶下降的過程中，在東北角的液壓缸的進(jìn)油管路增加單向管式節(jié)流閥，在磁力皮帶上升的過程中，在東南角的液壓缸的進(jìn)油管路增加單向管式節(jié)流閥。在上升的過程中，調(diào)節(jié)東南角液壓缸進(jìn)油管路中的節(jié)流閥，使東南角液壓缸的上升速度和東北角液壓缸的上升速度基本接近相同，在磁力皮帶下降的過程中，調(diào)節(jié)東北角液壓缸進(jìn)油管路中節(jié)流閥，使東北角液壓缸的下降速度和東南角液壓缸的下降速度基本接近相同，這樣磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步問題解決（如圖4所示）。1號(hào)磁力運(yùn)輸機(jī)框架長(zhǎng)度為6.5 m，在上卷過程中，磁力運(yùn)輸機(jī)皮帶轉(zhuǎn)動(dòng)水平速度為0.5 m/s，當(dāng)帶鋼接觸到磁力皮帶到離開需要13 s，調(diào)整速度后，東側(cè)液壓缸收縮到位需要8 s，意味著東側(cè)液壓缸收縮到位之前帶鋼還沒有離開磁力運(yùn)輸機(jī)皮帶，滿足生產(chǎn)要求。

圖3 MG型和MK型節(jié)流閥結(jié)構(gòu)圖

圖4 改造后液壓管路

2.2 加粗支撐液壓缸螺栓頭，增加螺栓頭抗彎強(qiáng)度

在改造前東北角和東南角升降液壓缸型號(hào)為80/56-200螺栓頭采用的是小螺栓頭M27，由于磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步造成東北角液壓缸螺栓頭經(jīng)常處于來回彎曲狀態(tài)，此時(shí)造成的后果就是液壓缸螺栓頭斷裂。液壓缸活塞桿（或柱塞）的外端頭部與載荷的拖拉機(jī)構(gòu)相連接，為了避免活塞桿在工作中產(chǎn)生偏心承載力，適應(yīng)液壓缸的安裝要求，提高其作用效率，應(yīng)該根據(jù)載荷的具體情況，選擇適當(dāng)?shù)臈U頭連接型式，將升降液壓缸螺栓頭由小螺栓頭改為大螺栓頭，尺寸由M27增加到M42，增加螺栓頭抗彎強(qiáng)度。改造完成后，東北角和東南角升降液壓缸由于螺栓頭斷裂造成的液壓缸損壞由平均兩個(gè)月一次到徹底消除。

2.3 控制管路改造完畢，拆除配重

磁力運(yùn)輸機(jī)控制管路改造完成后，從根本上解決了磁力運(yùn)輸機(jī)不同步問題，當(dāng)時(shí)增加配重解決升降不同步問題采取的措施，由于嚴(yán)重妨礙了崗位工的正常操作，利用人機(jī)工程學(xué)原理，進(jìn)行徹底拆除，從根本上徹底解決升降不同步問題。

3 改進(jìn)后效果

3.1 減少?gòu)U品產(chǎn)出，提高成材率

磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步問題解決，從根本上杜絕了由升降不同步造成液壓缸的螺栓頭斷裂的發(fā)生，保證了1號(hào)磁力運(yùn)輸機(jī)的正常運(yùn)行，為1號(hào)線正常上卷提供保障，杜絕由于該原因造成的停車事故，減少?gòu)U品產(chǎn)出，保證生產(chǎn)的順利進(jìn)行，提高成材率。

3.2 減少停車事故

2016年5月份改進(jìn)前平均每?jī)蓚€(gè)月因磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步造成的支撐液壓缸螺栓頭斷裂事故一次，時(shí)間1～2 h。改進(jìn)后，由于升降不同步造成的停車事故次數(shù)降為零。年事故減少約24 h。

3.3 減少備件消耗

2016年5月份改進(jìn)前平均每?jī)蓚€(gè)月由于磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步造成的支撐缸螺栓頭斷裂而損壞液壓缸1臺(tái)，年損耗液壓缸6臺(tái)。通過以上改進(jìn)措施，2016年5月份以后，由支撐缸螺栓頭斷裂造成的液壓缸損壞臺(tái)數(shù)將為0臺(tái)。

4 結(jié)語(yǔ)

磁力運(yùn)輸機(jī)升降不同步問題解決以后，由于長(zhǎng)時(shí)間的升降不同步造成液壓缸缸頭斷裂而造成磁力運(yùn)輸機(jī)不能正常動(dòng)作，嚴(yán)重影響生產(chǎn)的問題得到徹底解決，液壓缸缸頭自從改造后沒有出現(xiàn)過斷裂。