穿孔機(jī)轉(zhuǎn)鼓定位改造

張　旭，鄧　亮（天津鋼管集團(tuán)股份有限公司258廠，天津300301）

穿孔機(jī)轉(zhuǎn)鼓定位改造

張旭，鄧亮
（天津鋼管集團(tuán)股份有限公司258廠，天津300301）

分析了天津鋼管集團(tuán)股份有限公司258PQF機(jī)組穿孔主機(jī)上下轉(zhuǎn)鼓定位裝置存在的缺陷，通過將鎖緊缸改為鋼滑板定位，改進(jìn)鋼滑板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及鋼滑板的焊接固定方式，使轉(zhuǎn)鼓定位裝置運(yùn)行更加穩(wěn)定，降低了設(shè)備故障率，減少了轉(zhuǎn)鼓定位裝置的備件及維護(hù)成本。

轉(zhuǎn)鼓；鎖緊缸；定位裝置；滑板；焊接

1　引言

天津鋼管集團(tuán)有限公司258PQF（以下簡稱258PQF）機(jī)組穿孔機(jī)在生產(chǎn)過程中，軋制出的毛管壁厚波動(dòng)大，尤其是管頭及管尾，導(dǎo)致切頭尾長度加長，影響產(chǎn)品質(zhì)量；其次，在日常生產(chǎn)時(shí)，側(cè)鎖緊缸經(jīng)常發(fā)生泄露、缸體內(nèi)碟簧損壞，缸桿斷裂，月均故障1 h以上，在側(cè)鎖緊缸出現(xiàn)故障時(shí)，由于無法立即處理，只能臨時(shí)短封，維持生產(chǎn)，再利用更換轉(zhuǎn)鼓時(shí)處理，在此期間設(shè)備隱患一直存在，轉(zhuǎn)鼓定位無法保證，毛管壁厚不均情況加??；在更換側(cè)鎖緊缸時(shí)，由于主機(jī)內(nèi)冷卻水常有，缸座拆除費(fèi)時(shí)費(fèi)力，維修時(shí)間較長，影響作業(yè)率。

圖1　穿孔機(jī)原設(shè)計(jì)定位原理圖

2　現(xiàn)狀及存在問題

258PQF的穿孔機(jī)在原設(shè)計(jì)中，上、下穿孔輥的定位存在一定的缺陷，其中上穿孔輥，上轉(zhuǎn)鼓北側(cè)靠牌坊滑板定位，南側(cè)靠鎖緊缸定位，東西方向各1件（見圖1），垂直方向靠平衡缸和上壓下絲杠，平衡缸南北兩側(cè)各1件，東西方向基本位于轉(zhuǎn)鼓中間。而對(duì)于下穿孔輥，下轉(zhuǎn)鼓定位南側(cè)靠牌坊滑板，北側(cè)靠鎖緊缸，垂直方向靠平衡缸和下壓上絲杠，下轉(zhuǎn)鼓平衡缸只在穿孔機(jī)入口側(cè)以杠桿形式壓住下轉(zhuǎn)鼓[1]。上、下鎖緊缸杠桿直徑為Φ200mm，行程為20mm，在鎖緊缸縮回時(shí)，上轉(zhuǎn)鼓與牌坊間隙約為15mm，以保證轉(zhuǎn)鼓的安裝和拆卸，鎖緊缸伸出時(shí)，將轉(zhuǎn)鼓鎖緊。牌坊上鋼滑板的尺寸約為470mm寬，1 100 mm高的圓弧表面。

這樣的定位形式產(chǎn)生的結(jié)果就是，轉(zhuǎn)鼓在牌坊中兩側(cè)定位鎖緊面積不相同，相差較多。近似為滑板側(cè)為面接觸定位，鎖緊缸一側(cè)為點(diǎn)接觸定位。這樣在軋鋼過程中，尤其是咬鋼和拋鋼的時(shí)間點(diǎn)上，上、下穿孔輥的定位狀態(tài)會(huì)發(fā)生變化，從而影響了毛管的壁厚，特別是管頭和管尾壁厚。

另外，從設(shè)備的使用角度上來看，鎖緊缸為單作用缸，伸出靠油壓，縮回靠缸體內(nèi)置疊簧組，在生產(chǎn)中和生產(chǎn)間歇中更換穿孔輥時(shí)若鎖緊缸伸出或者縮回沒有及時(shí)到位極易造成鎖緊缸損壞，再加上鎖緊缸工作環(huán)境比較惡劣，鎖緊缸損壞后更換只能在更換穿孔輥時(shí)徹底修復(fù)，平時(shí)一旦出現(xiàn)問題只能短封維持生產(chǎn)，而短封又會(huì)對(duì)轉(zhuǎn)鼓的定位產(chǎn)生負(fù)面的影響。前期雖然對(duì)鎖緊缸進(jìn)行了小幅技術(shù)攻關(guān)，對(duì)鎖緊缸的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改造，但也只能是延長鎖緊缸的使用周期，沒辦法從根本上解決問題。

圖2　鋼滑板結(jié)構(gòu)圖

3　原因分析

3.1原設(shè)計(jì)存在缺陷

258PQF機(jī)組穿孔機(jī)在原設(shè)計(jì)中,上轉(zhuǎn)鼓北側(cè)靠牌坊滑板定位，滑板尺寸600mm×100mm，南側(cè)靠鎖緊缸定位，鎖緊缸缸桿直徑僅100 mm，轉(zhuǎn)鼓兩側(cè)的定位面積相差較大，轉(zhuǎn)鼓四周定位無法保證，進(jìn)而造成在軋制過程中轉(zhuǎn)鼓位置會(huì)發(fā)生變化，影響毛管壁厚。

3.2鎖緊缸故障點(diǎn)多

鎖緊缸為單作用缸[2]，行程為20 mm，伸出靠油壓，縮回靠內(nèi)置疊簧，由于缸桿接觸面積小，缸桿易切斷，在更換轉(zhuǎn)鼓時(shí)若鎖緊缸伸出或者縮回不到位易造成鎖緊缸損壞，再加上工況比較惡劣，氧化鐵皮較多，鎖緊缸密封容易損壞，短封后轉(zhuǎn)鼓一側(cè)定位沒有。

4　改進(jìn)措施

4.1改鎖緊缸為鋼滑板定位

將上、下轉(zhuǎn)鼓鎖緊缸去除，利用原鎖緊缸的安裝平面，增加鋼滑板，尺寸與原設(shè)計(jì)中對(duì)面鋼滑板一致，另外在上、下的轉(zhuǎn)鼓外側(cè)與鎖緊缸接觸的位置銅滑板的尺寸也作相應(yīng)的改動(dòng)。

4.2鋼滑板結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于加工面只有約300 mm寬、400 mm高，底板只能部分與牌坊加工面貼合，剩下有約300 mm寬、600高需要用加筋板與牌坊焊接加固。將增加的鋼滑板分為兩層（見圖2），底層同牌坊安裝并焊接牢固，并且要以鎖緊缸安裝面相貼合，上層為弧面鋼板，用來對(duì)轉(zhuǎn)鼓進(jìn)行定位，兩層之間加墊片組，以便在安裝過程中和日后生產(chǎn)中進(jìn)行調(diào)整。

4.3鋼滑板的焊接固定

底部滑板與牌坊焊接部分是施工的最難點(diǎn)，主要是焊接變形的控制和反變形措施，焊接是控制鋼滑板安裝質(zhì)量的關(guān)鍵，制作一件模擬轉(zhuǎn)鼓，通過它來對(duì)所要求的尺寸進(jìn)行檢測。將鋼滑板與牌坊加工面貼合，用千分桿檢查滑道之間間距，合格后先將鋼滑板與牌坊加工面處點(diǎn)焊住，接下來把鋼滑板與牌坊非加工面處用勁板（用t=30 mm以上厚鋼板做成）連接，合格后將勁板、鋼滑道與牌坊點(diǎn)焊住，將制作好的模擬轉(zhuǎn)鼓（見圖3）放入，用模擬轉(zhuǎn)鼓檢查轉(zhuǎn)鼓與滑板之間的間隙，用塞尺塞縫隙檢測，直到間隙控制在2mm以內(nèi)時(shí)，用墊片將間隙塞實(shí)，進(jìn)行焊接，焊接時(shí)焊條先預(yù)熱，焊后進(jìn)行保溫冷卻。

圖3　模擬轉(zhuǎn)鼓

5　焊接方法及材料的選擇

結(jié)合現(xiàn)場的實(shí)際情況采用電弧焊焊接方式，牌坊為鑄鋼件，鋼滑板材質(zhì)為45#鋼，焊條型號(hào)為E5016碳鋼焊條[3]。

焊接是保證鋼滑道安裝質(zhì)量的關(guān)鍵工序，先點(diǎn)焊固定，將鋼滑道與牌坊點(diǎn)焊好，使焊點(diǎn)均勻分布。由于連接板厚度在20mm以上，焊接形式采用雙Y型坡口，可較好的控制角變形，正式焊接時(shí)采取對(duì)稱焊，先花焊再滿焊，先打底再蓋面，鋼滑道與牌坊接觸的焊縫對(duì)稱施焊，保證均勻受熱[4]。

6　改進(jìn)后效果

改進(jìn)后的轉(zhuǎn)鼓定位裝置運(yùn)行更加穩(wěn)定，由此引發(fā)的月均故障停機(jī)時(shí)間由原來的1 h降低為0。改進(jìn)后的轉(zhuǎn)鼓定位維護(hù)成本顯著降低，每年節(jié)省維護(hù)及備件成本共計(jì)12萬元。

7　結(jié)束語

經(jīng)過對(duì)穿孔主機(jī)轉(zhuǎn)鼓定位裝置設(shè)備的改進(jìn)，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備零故障，轉(zhuǎn)鼓定位設(shè)備的維護(hù)周期由原來的3個(gè)月延長到1年左右，設(shè)備的維修及備件成本顯著降低；其次，改造后，上、下轉(zhuǎn)鼓圓度均控制在3~4mm以內(nèi)，轉(zhuǎn)鼓的定位更加穩(wěn)定，穿孔機(jī)在軋制的過程中，毛管的壁厚控制較好，管頭及管尾的壁厚偏差較小，樣管的切頭尾率降低約0.1%。

[1]鄧昭明.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京：高等教育出版社，2003：351-355.

[2]邢鴻雁，張磊.實(shí)用液壓技術(shù)300題[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2009：103-152.

[3]成大先.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2002：40-72.

[4]秦大同，謝里陽.現(xiàn)代機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)第4卷[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2011：472-514.

M odification of Piercer Drum Positioning

ZHANG Xu and DENG Liang
(Plant258,Tianjin Pipe[Group]Corporation,Tianjin 300301,China)

The paper analyzes the defects existing at the upper and lower drum positioning device of 258 PQF piercer at Tianjin Pipe Corporation.By way of changing locking cylinder into sliding plate and improving the structure design and welding and fastening method of sliding plate,drum positioning device ran more stably with lowered equipment fault rate,reducing the spare part and maintenance cost of drum positioning device.

drum;locking cylinder;positioning device;sliding plate;welding

10.3969/j.issn.1006-110X.2016.01.011

2015-10-18

2015-11-06

張旭（1984—），男，本科，工程師，主要從事冶金設(shè)備的技術(shù)管理工作。