軋機(jī)卡盤機(jī)架鎖緊液壓螺母的原理及應(yīng)用

劉景柏

軋機(jī)卡盤機(jī)架鎖緊液壓螺母的原理及應(yīng)用

劉景柏
(寶鋼集團(tuán)新疆八鋼公司軋鋼廠，新疆830022)

介紹了液壓螺母的工作原理。液壓螺母以其裝卸簡(jiǎn)便、鎖緊可靠等優(yōu)勢(shì)，非常適合用于軋鋼機(jī)械。

軋機(jī)；液壓螺母；液壓鎖緊

新疆八一鋼鐵股份有限公司型材軋鋼廠小型機(jī)組主要軋鋼設(shè)備由18架平立交替布置的無(wú)牌坊短應(yīng)力線卡盤式軋機(jī)組成，其卡盤機(jī)架采取整體更換，減少了換輥時(shí)間，提高了作業(yè)率，但同時(shí)對(duì)卡盤機(jī)架在連續(xù)無(wú)扭軋制過(guò)程中承受高載荷沖擊的穩(wěn)定性要求也提高了。因此，卡盤機(jī)架在軋機(jī)底座上的鎖緊就成為軋制過(guò)程中保證設(shè)備安全穩(wěn)定的一項(xiàng)重要因素，本文對(duì)型材軋鋼廠小型機(jī)組卡盤式軋機(jī)機(jī)架鎖緊所采用的設(shè)備——液壓螺母作一介紹。

1 液壓螺母的結(jié)構(gòu)與工作原理

1.1 結(jié)構(gòu)

液壓螺母的外形見(jiàn)圖1，內(nèi)部結(jié)構(gòu)見(jiàn)圖2。

液壓螺母主要由缸體、活塞桿、活塞、螺母、端蓋、定位螺母、彈簧等7部分組成。其中定位螺母內(nèi)外都有螺紋。內(nèi)螺紋(M52×2)與活塞桿配合，對(duì)活塞起定位作用；外螺紋(M80×2)與鎖緊螺母4配合，對(duì)卡盤機(jī)架起著鎖緊作用。缸體端蓋主要用于固定復(fù)位彈簧，使復(fù)位彈簧7在液壓螺母解鎖時(shí)能夠產(chǎn)生一個(gè)輔助作用。在缸體下側(cè)有一個(gè)G1/4的油孔，用以給缸體內(nèi)通入高壓油。活塞桿有兩個(gè)作用，一是用于固定活塞，二是在其尾部有一個(gè)?50 mm的銷孔，用于將液壓螺母與軋機(jī)底座連接。

圖1 外形圖Figure 1 Figuration drawing

1.2 液壓控制系統(tǒng)

卡盤機(jī)架由4個(gè)螺母鎖定，這4個(gè)螺母的油路采用并聯(lián)方式與一個(gè)固定在軋機(jī)底座上的油路塊相連。泵源采用可移動(dòng)式氣動(dòng)液壓泵為系統(tǒng)提供壓力為40 MPa的高壓油，用于螺母的鎖緊或解鎖，操作時(shí)只須將氣動(dòng)泵輸出油管與油路塊之間用快速接頭相連。

1.3 工作原理及應(yīng)用

啟動(dòng)氣動(dòng)泵后，高壓油進(jìn)入缸體下腔，作用在活塞與缸體之間，此時(shí)活塞由定位螺母固定在活塞桿上，而活塞桿則通過(guò)其尾部?50 mm的銷孔與軋機(jī)底座相連。因此，活塞、定位螺母、活塞桿與軋機(jī)底座連接成為一體，不可能再發(fā)生運(yùn)動(dòng)。而缸體與通過(guò)缸體端蓋固定在缸體內(nèi)的復(fù)位彈簧則成為可作相對(duì)于活塞桿運(yùn)動(dòng)的組件。高壓油持續(xù)進(jìn)入缸體下腔時(shí)，缸體組件相對(duì)于活塞桿組件作向下的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。隨著油液壓力的逐步升高，復(fù)位彈簧壓縮，卡盤機(jī)架與軋機(jī)底座之間間隙變小，鎖緊螺母與缸體端蓋之間開(kāi)始產(chǎn)生間隙。當(dāng)壓力達(dá)到40 MPa時(shí)，螺母缸體將卡盤機(jī)架與軋機(jī)底座緊密地連接為一體。此時(shí)，液壓螺母對(duì)卡盤機(jī)架產(chǎn)生的作用力F為：

1—缸體 2—活塞桿 3—活塞 4—螺母5—端蓋 6—定位螺母 7—彈簧

式中P——系統(tǒng)壓力，P=400 MPa；

A——壓緊面截面積，A=79.09 cm2。

4個(gè)螺母產(chǎn)生的作用合力為F總=316 355×4=1 265 420 N

卡盤機(jī)架在4個(gè)螺母的作用力下牢靠地固定在軋機(jī)底座上，鎖緊螺母與缸體端間產(chǎn)生了5 mm～10 mm的間隙。此間隙是缸體組件相對(duì)于活塞桿組件在高壓油的作用下作相對(duì)位移后產(chǎn)生的。這時(shí)旋轉(zhuǎn)鎖緊螺母，通過(guò)旋轉(zhuǎn)鎖緊螺母填補(bǔ)此間隙，使缸體組件將卡盤鎖緊在軋機(jī)底座上。完成上述操作后，將氣動(dòng)液壓泵泄壓，缸體下腔油壓降為零，此時(shí)卡盤充氣靠鎖緊螺母作用在缸體上的作用力鎖定，從而保證了軋制過(guò)程中卡盤在高度沖擊載荷下的穩(wěn)定性。

在更換卡盤機(jī)架時(shí)，將氣動(dòng)液壓泵與油路塊相連，開(kāi)啟動(dòng)。壓力升至40 MPa時(shí)反向旋轉(zhuǎn)鎖緊螺母，使螺母與缸體端間產(chǎn)生5 mm～10 mm的間隙。然后使泵泄壓，此時(shí)缸體在復(fù)位彈簧的作用下相對(duì)活塞桿組件做向上的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，填補(bǔ)螺母與缸體端蓋的間隙，完成液壓螺母對(duì)卡盤的解鎖。

液壓螺母安裝、拆卸的方便性及可靠性在18架軋機(jī)中的立式軋機(jī)上體現(xiàn)的尤為突出。立式軋機(jī)不像平式軋機(jī)直接坐在基礎(chǔ)上，而是由液壓螺母連接“掛”在軋機(jī)牌坊上，同時(shí)又要承受軋鋼過(guò)程中的沖擊力，充分展現(xiàn)了其良好的可靠性。

2 液壓鎖緊的優(yōu)勢(shì)

八鋼公司在小型機(jī)組建成之前，卡盤機(jī)架固定都采用的是機(jī)械式鎖緊。機(jī)械式鎖緊主要靠摩擦力鎖緊，鎖緊力不可靠、不持久，易松動(dòng)、變形，需要維護(hù)人員經(jīng)常檢查、緊固。軋鋼過(guò)程中，高溫、粉塵、水淋使機(jī)械式鎖緊裝置很快銹蝕、卡死，通常直接采取破壞式拆卸法更換卡盤，費(fèi)時(shí)費(fèi)力還增加了維護(hù)成本。液壓鎖緊具有以下優(yōu)勢(shì)：

(1)卡盤拆裝簡(jiǎn)便，縮短了換輥時(shí)間，提高了作業(yè)效率。

在軋線上換輥?zhàn)铑l繁的K1機(jī)架上，使用液壓螺母鎖緊的卡盤更換時(shí)間僅需(10～15)min。

(2)鎖緊力大，鎖緊可靠。

液壓螺母在常態(tài)鎖緊下完全是一種機(jī)械鎖緊，不存在采用雙作用液壓鎖緊時(shí)發(fā)生泄漏后就鎖不緊的現(xiàn)象。

(3)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，維修方便。

液壓螺母如有損壞只須將活塞桿尾部鎖軸打出即可更換，且螺母內(nèi)部結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單，一般維修只需更換其內(nèi)部密封件。

(4)適合惡劣環(huán)境。

軋鋼設(shè)備一般都處于高溫、粉塵、水淋的惡劣條件下，液壓螺母也不例外，但因其設(shè)計(jì)較為合理，工作運(yùn)動(dòng)部件都隱蔽在缸體內(nèi)，因此完全滿足軋鋼工況。

3 結(jié)束語(yǔ)

液壓鎖緊螺母在實(shí)際使用中性能良好，工作穩(wěn)定、可靠，能對(duì)卡盤機(jī)架起到穩(wěn)定的鎖緊作用，并且可以長(zhǎng)期有效地工作。

Principle Analysis and Applicable Practices of Locking Hydraulic Nut on Chuck Frame of Rolling Mill

LiuJingbo

The work principle of hydraulic nut has been introduced in this paper. Hydraulic nut has the advantages of convenient assembling and disassembling, reliable locking which can apply for rolling mill mechanics.

rolling mill; hydraulic nut; hydraulic locking

TG333

B

2010—08—17

編輯 傅冬梅