論一軋廠80萬噸棒材精整成品收集卸鋼小車的改造

【摘 要】卸鋼小車設(shè)計(jì)工作由首鋼院設(shè)計(jì)完成，檢安公司承制安裝，投產(chǎn)后不能滿足生產(chǎn)要求，設(shè)備事故率極高，維護(hù)工作量巨大，由首鋼院進(jìn)行二次設(shè)計(jì)軋改造后，仍然不能滿足生產(chǎn)要求，一軋廠作業(yè)區(qū)立足內(nèi)部，總結(jié)經(jīng)驗(yàn)，自行設(shè)計(jì)改造，徹底解決了制約棒材生產(chǎn)的精整后道瓶頸問題，也設(shè)計(jì)出了有自己特色的實(shí)用性軋鋼設(shè)備--精整成品收集卸鋼小車。本文著重分析首鋼院各次設(shè)計(jì)存在的問題，總結(jié)歷次改造不足，根據(jù)生產(chǎn)現(xiàn)狀，成功改造卸鋼小車，形成獨(dú)具特色的適用性生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行分析與探討。

【關(guān)鍵詞】卸鋼小車 設(shè)計(jì)不足 成功改造

一、作業(yè)區(qū)原卸鋼小車設(shè)備工藝簡況

作業(yè)區(qū)精整A區(qū)卸鋼小車設(shè)備，用于后道棒材剪切成品的收集，其生產(chǎn)工藝簡況為：A區(qū)：冷飛剪 剪鋼 移鋼臺架輸入輥道（一）（二） 送鋼至 A區(qū)卸鋼小車（通過兩次卸鋼動作將成品鋼材經(jīng)過對齊后送入移鋼臺架）輸送鏈A區(qū)移鋼臺架（分一至五段、其中含短尺剔除） 成品收集臺架A區(qū)成品收集、打捆、過磅、交庫。其設(shè)備工藝結(jié)構(gòu)型式簡況為：采用液壓鋼――連桿實(shí)現(xiàn)升降及齒輪――齒條實(shí)現(xiàn)平移的傳動型式，整體結(jié)構(gòu)采用雙臺車機(jī)構(gòu)，每個臺車底座各由四個車輪支承并安裝在固定的滑道內(nèi)，底座的底部各有兩個齒條，由一套電機(jī)/減速機(jī)通過長軸上的四個齒輪同時(shí)對兩個臺車實(shí)現(xiàn)集中正反平移傳動；兩個臺車上各有兩套液壓缸，通過驅(qū)動長軸以及連桿機(jī)構(gòu)達(dá)到使十套托料架的集中升降運(yùn)動。該設(shè)備工作原理按工藝要求，其工作周期頻率要求在6秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)上升-正向橫移-下降-反向橫移的連續(xù)循環(huán)周期工作，以滿足定尺冷飛剪連續(xù)定尺剪切成品鋼材的連續(xù)剪切工作制，確保軋鋼生產(chǎn)的順暢開展。

二、卸鋼小車原設(shè)計(jì)缺點(diǎn)

該設(shè)備從設(shè)計(jì)理論分析可以得出其設(shè)計(jì)不足之處有以下幾點(diǎn)：

（一）該設(shè)備主體部分為整體框架式鋼結(jié)構(gòu)焊接，所選用的材料較弱，造成整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度較弱，整體框架動作時(shí)發(fā)生變形。

（二）設(shè)備上升機(jī)構(gòu)為四只液壓缸同時(shí)驅(qū)動長軸聯(lián)動雙搖桿實(shí)現(xiàn)上下動作的結(jié)構(gòu)形式，機(jī)構(gòu)動作時(shí)，其雙搖桿搖臂絞軸易受剪折斷，及軸孔受周期性正反應(yīng)力沖擊而磨損擴(kuò)大。

（三）液壓缸選型較小，不能滿足工藝動作要求，易損壞漏油。

（四）該設(shè)備橫移機(jī)構(gòu)為減速機(jī)-主軸-齒輪驅(qū)動整體框架下部齒條，使框架整體實(shí)現(xiàn)正反向橫移的結(jié)構(gòu)形式?？蚣苷聪驒M移時(shí)，因?yàn)檎w框架的變形造成齒輪-齒條卡澀，磨損加劇，不可避免的是抬鋼時(shí)短尺鋼的掉落，更易造成齒輪-齒條跳齒，錯齒，使整體框架移位而卡死。

（五）抬鋼的挑桿為固定式，輥道亂鋼時(shí)易變形挑蓋板，引起更大生產(chǎn)事故。

該設(shè)備投產(chǎn)后設(shè)備事故率極高，工人維護(hù)工作量極大，每24小時(shí)必須對框架補(bǔ)焊或調(diào)整，對絞軸更換或軸孔修復(fù)，跳齒，錯齒時(shí)維護(hù)量更大，必須將整體框架從新吊裝就位，該設(shè)備嚴(yán)重制約了作業(yè)區(qū)的生產(chǎn)組織工作。

三、卸鋼小車二次設(shè)計(jì)缺點(diǎn)

2004年8月前一段時(shí)間內(nèi)卸鋼小車設(shè)備成為制約新棒材線正常生產(chǎn)的主要矛盾，引起了廠及各級領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，經(jīng)過多次專題會議研究決定，對該卸鋼小車設(shè)備進(jìn)行全面改造，由原工程設(shè)計(jì)單位（首鋼設(shè)計(jì)院）負(fù)責(zé)二次改造方案的設(shè)計(jì)，昆鋼機(jī)制公司承制，一軋廠負(fù)責(zé)組織實(shí)施。2004年12月底對二次方案改造實(shí)施改造完成。

（一）二次方案設(shè)計(jì)的設(shè)備簡況為

1.平移機(jī)構(gòu)：平移機(jī)構(gòu)改為由安裝在升降后梁上的變頻調(diào)速三合一減速機(jī)傳動主傳動鏈輪長軸，再通過主軸鏈輪--鏈條帶動連接升降前梁的各單臺（總計(jì)10臺）平移傳動小車，實(shí)現(xiàn)托料小車架的正反平移運(yùn)動；

2.升降機(jī)構(gòu)：升降機(jī)構(gòu)改為由2只100/70-200水平液壓缸驅(qū)動搖臂長軸，再由搖臂長軸上裝配的搖桿帶動裝配在整體框架上的5套連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)平移框架上下運(yùn)動，同時(shí)在搖臂長軸上裝配5件配重塊來平衡平移框架的重量，并起到輔助液壓缸動力補(bǔ)給的作用；

設(shè)備投用后，其設(shè)計(jì)思想與實(shí)際運(yùn)行效果大相徑庭，設(shè)備安裝完畢后試車時(shí)就無法實(shí)現(xiàn)升降運(yùn)動，通過加重配重塊后可基本實(shí)現(xiàn)升降，但其完成一個周期的時(shí)間根本無法滿足生產(chǎn)工藝要求的時(shí)間，且上下動作時(shí)其配重塊的沖擊完全將搖臂長軸的底座焊縫撕裂，該次方案的設(shè)計(jì)存在嚴(yán)重問題，其設(shè)計(jì)缺點(diǎn)有以下幾點(diǎn)：

（1）整體框架的結(jié)構(gòu)由前后升降動梁，通過10組橫移小車臺架用螺栓相聯(lián)，每組橫移小車臺架上裝配有托料小車架，鏈條，被動鏈輪，托料挑桿；后梁上裝配有主動鏈輪軸，軸承座，減速機(jī)；同時(shí)有5套連桿機(jī)構(gòu)裝配在前后梁上；前后梁為工字梁結(jié)構(gòu)形式，以上各機(jī)構(gòu)累計(jì)設(shè)備重量重達(dá)20噸。

（2）液壓缸為水平狀態(tài)布置，動作時(shí)造成液壓缸支座，耳軸孔磨損嚴(yán)重，連桿座及銷軸，脫焊或折斷。

（3）搖臂長軸受力后其支座螺栓崩斷，長軸鍵槽變形。

（4）在搖臂長軸上裝配的4件配重塊上下動作時(shí)的沖擊對搖臂長軸的支座造成致命的損壞，支座焊縫連續(xù)撕裂，更為突出的是產(chǎn)生了嚴(yán)重的人身安全隱患，使點(diǎn)檢人員在設(shè)備運(yùn)行時(shí)無法靠近檢查。

（5）托料小車挑桿易變形，輥道蓋板易卡鋼。

該次設(shè)計(jì)唯一彌補(bǔ)的是加強(qiáng)了設(shè)備的整體框架強(qiáng)度。

四、卸鋼小車的改造措施

于2005年9月，又經(jīng)過多次專題會議研究探討，本人在會上再次提出整改方案：

（一）重新設(shè)計(jì)整體升降框架的前后梁，改工字梁為矩形梁。

（二）重新設(shè)計(jì)液壓缸支座，根據(jù)基礎(chǔ)位置條件，在前后梁各布置4只直立安裝的液壓缸，確保整體框架的同步動作受力對稱性。

（三）在框架兩側(cè)設(shè)計(jì)布置框架定位裝置；確保整體框架的穩(wěn)定性。

（四）重新委托設(shè)計(jì)液壓閥臺，改用大流量插裝閥及同步馬達(dá)確保8只液壓缸的同步性。

（五）受基礎(chǔ)位置的限制，液壓缸重新設(shè)計(jì)選型。滿足230mm的升降行程，滿足壓力工作要求。

（六）重新設(shè)計(jì)托料挑桿，改為絞軸活動式。

（七）重新設(shè)計(jì)輥道蓋板，改側(cè)板為圓弧導(dǎo)板。

（八）完全取消搖臂長軸及支座，取消2只100/70-200水平液壓缸，取消5套連桿機(jī)構(gòu)，徹底減輕設(shè)備自身重量。

（九）取消配重裝置，消除人身安全隱患。

（十）為滿足升降動作的要求，在升降前梁的旁邊位置加裝兩只液壓缸，起到輔助前梁升降的作用，液壓缸支座及連桿座由本人自己設(shè)計(jì)。

此次改造，經(jīng)過做了以上幾項(xiàng)改造工作后，設(shè)備動作完全滿足了6秒內(nèi)實(shí)現(xiàn)上升-正向橫移-下降-反向橫移的連續(xù)循環(huán)周期工作制的工藝要求，且機(jī)械部分再無設(shè)備事故發(fā)生，短尺鋼卡阻事故也得到解決。其檢修只需每周利用改品種時(shí)間對液壓缸進(jìn)行周期檢修維護(hù)。其特點(diǎn)就是簡化了設(shè)備結(jié)構(gòu)，大大降低了檢修工作量及檢修難度。并且以最小的投入獲得了最大的經(jīng)濟(jì)利潤。

五、結(jié)束語

與當(dāng)前國內(nèi)同樣功能及動作周期要求的設(shè)備相比較，因?yàn)槭軋龅鼗A(chǔ)限制，受前期首鋼設(shè)計(jì)院設(shè)計(jì)的定型模式局限，在此前提下，該次改造能以較小的投入，較短的設(shè)計(jì)時(shí)間及實(shí)施而取得較大的間接經(jīng)濟(jì)利潤（實(shí)現(xiàn)作業(yè)區(qū)達(dá)產(chǎn)），這是不可否定的，該設(shè)備自改造投產(chǎn)后，到目前為止，其機(jī)械部分從未發(fā)生設(shè)備事故，僅需定期對各絞點(diǎn)位置的軸套進(jìn)行更換。其最大弱點(diǎn)全部轉(zhuǎn)移到液壓系統(tǒng)裝置，因?yàn)樵O(shè)備動作周期要求較高，設(shè)備自重較重，因此對液壓系統(tǒng)的沖擊在所難免，液壓缸及液壓閥臺的承載能力有待研究提高，若能徹底解決目前液壓系統(tǒng)存在的問題，該次改造將是非常成功的。需要說明的是，此次改造已申報(bào)云南省科學(xué)技術(shù)獎。其后期簡單的設(shè)計(jì)思想，大大簡化了設(shè)備的結(jié)構(gòu)，是軋鋼生產(chǎn)后道主力設(shè)備的一次成功改造。