步進梁鋼卷晃動問題研究

李亞松 河鋼集團邯鋼公司邯寶冷軋廠

鋼卷包裝是連退、鍍鋅卷板生產(chǎn)的最后一道工序，它將卷板成品進行美化和防護包裝，避免卷板在后續(xù)的運輸中出現(xiàn)表面質(zhì)量問題，同時，起到卷板外接觸面的防腐功能，是鋼卷成品加工的重要環(huán)節(jié)[1]。邯寶冷軋廠包裝線是半自動生產(chǎn)線，自投產(chǎn)以來，一直存在鋼卷晃動問題，而且隨著設(shè)備運行時間的延長，鋼卷晃動幅度越來越嚴重，對包裝操作工帶來了安全隱患，嚴重影響了包裝的生產(chǎn)速度，從而限制了產(chǎn)線的正常生產(chǎn)節(jié)奏。為此，對包裝梁的機械結(jié)構(gòu)、液壓控制和電氣控制系統(tǒng)進行了全面的梳理，全面進行了調(diào)整和優(yōu)化。

一、半自動包裝線鋼卷運輸流程

半自動包裝線步進梁由四節(jié)動梁和一節(jié)定梁組成，鋼卷放置在定梁的鞍座上，由動梁上的舉升液壓缸伸出帶動曲柄，將鋼卷從定梁鞍座上舉起到動梁的鞍座上，由行走液壓缸帶動四節(jié)動梁行走，實現(xiàn)鋼卷在定梁上向出口移動的“步進”（走一個鞍座位置），動梁鞍座到達下個固定鞍座放置位時，由舉升液壓缸收回將鋼卷放置在下一個固定鞍座上，實現(xiàn)鋼卷在步進梁上的運輸；鋼卷在步進行走中，在提升機工作位置完成防水紙包裝和外面保護包裝板的鋪墊工序，在緊后的固定鞍座位完成包扎捆帶工藝。

二、優(yōu)化改造內(nèi)容

（一）定梁鞍座位置調(diào)整

針對鋼卷在步進梁動梁上放置和舉升時的晃動現(xiàn)象，對步進梁的鋼卷放置的固定鞍座進行測量和調(diào)整，確保固定鞍座間距在3500±3mm之間；對兩側(cè)固定鞍座進行找正，確保左右鞍座中心線重合，誤差在2mm范圍內(nèi)。從而降低了鋼卷舉升和放置動作時的晃動。固定鞍座調(diào)整間距見圖1：

（二）四節(jié)動梁連接機構(gòu)的校定

對步進梁四動梁的連接銷軸機構(gòu)進行拆解，測量銷軸和軸套的磨損情況，對磨損超出尺寸要求的銷軸和軸套更換，同時，調(diào)整同步桿中間的鏈接間距，實現(xiàn)兩個車輪曲柄和連桿間四邊形機構(gòu)的各桿的平行，避免了動梁行走時，因連接銷軸和同步桿不平行導(dǎo)致的相互牽引引起的鋼卷晃動問題。

（三）液壓控制系統(tǒng)優(yōu)化

包裝步進梁動梁由行走液壓缸驅(qū)動，首先對行走液壓缸的緩沖裝置進行調(diào)整，使液壓缸行走至末端時，緩沖裝置發(fā)生作用，從而實現(xiàn)機械減速，降低液壓缸行走到位時鋼卷的慣性沖擊。再次，對控制液壓缸動作的比例閥輸出曲線進行優(yōu)化，在不影響產(chǎn)線運行的情況下，增加行走減速位置的距離，減輕了鋼卷油缸快速減速而鋼卷未能減速帶來的鋼卷晃動現(xiàn)象。最后，優(yōu)化PLC控制比例閥輸出的曲線，使比例閥輸出曲線更加平滑，從而實現(xiàn)液壓缸平穩(wěn)動作[2][3]，保證鋼卷的平穩(wěn)運行。

（四）PLC控制程序優(yōu)化

步進梁動梁行走過程中也存在晃動現(xiàn)象，這時只有比例閥在控制液壓缸動作，比例閥開度一定的情況下，只能說明油缸的流量發(fā)生了變換，由孔口出流流量和壓差公式[4]：

式中：Q—孔口流量， —孔口流量系數(shù)， —孔口過流斷面，g—重力加速度，H—孔口前后壓差。

可知，流量變化是由閥口前后壓差變化引起的。經(jīng)過PDA研究分析，步進梁在行走時，三號提升機對鋼卷中心高度進行對中動作，對中動作油缸使用油液較多，造成系統(tǒng)油壓下降，從而影響比例閥的進出口油壓，導(dǎo)致比例閥在固定開口的情況下，輸出流量降低，待提升機動作到位后，比例閥的入口油壓恢復(fù)，從而比例閥的流量再次恢復(fù)到正常值，出現(xiàn)了步進梁的晃動問題。針對這種情況，對PLC控制程序就行優(yōu)化，將提升機對中動作時序修改到步進梁行走完成才執(zhí)行對中動作，從而消除了鋼卷步進行走時系統(tǒng)的壓力波動，進而除去了動梁行走晃動問題。

圖1

三、優(yōu)化效果

通過優(yōu)化后，消除了動梁行走過程中的鋼卷晃動問題，降低了在鋼卷舉升和放置的固定鞍座的晃動現(xiàn)象，滿足了包裝線操作工正常生產(chǎn)操作的需要；同時，減輕了步進梁連接銷軸和軸套的磨損，減少了步進梁同步桿的斷裂問題的發(fā)生次數(shù)。在邯寶冷軋廠的鍍鋅線和連退線已得到了應(yīng)用，收到了很好的效益，可用于其他步進梁鋼卷晃動問題的控制。