多段步進(jìn)式冷床防擠鋼脫落結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計

藺濤 張振濱

摘 要：棒材軋鋼車間的軋鋼設(shè)備中，棒材的品質(zhì)不僅取決于軋鋼主設(shè)備，同時也在很大程度上取決于輔助設(shè)備的先進(jìn)性和穩(wěn)定性，冷床作為軋鋼車間在線的主要非標(biāo)輔助設(shè)備，其結(jié)構(gòu)形式、自動化程度、穩(wěn)定性等將直接影響生產(chǎn)線的效率及棒材品質(zhì)，對軋鋼線起著非常重要的作用。

關(guān)鍵詞：冷床；多段式；防擠鋼；優(yōu)化設(shè)計

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.20.033

1 前言

山東壽光巨能特鋼有限公司軋鋼廠大棒線為熱軋棒材生產(chǎn)線，主要鋼種為優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、管坯鋼、軸承鋼等，產(chǎn)品規(guī)格為Φ90～300mm，棒材長度6-10m。冷床設(shè)計采用步進(jìn)齒條式，為適應(yīng)不同鋼種冷卻速度下線需要，中間設(shè)有快速下線輥道，由電機(jī)帶動蝸輪蝸桿減速機(jī)傳動，再由蝸輪蝸桿減速機(jī)帶動偏心輪傳動的方式步進(jìn)運(yùn)行，冷床床面寬度37米，由六段單獨(dú)驅(qū)動組成，各段之間配合運(yùn)行，各段之間的啟停運(yùn)行通過檢測機(jī)構(gòu)控制，機(jī)械設(shè)備自動化控制的要求高。

2 存在問題及原因分析

2.1 存在問題

因冷床的床面寬，采用六段配合運(yùn)行，該生產(chǎn)線自2014年2月投產(chǎn)以來，幾段冷床之間多次出現(xiàn)擠鋼情況，造成冷床多段脫落甚至整體脫落情況，每次床面整體脫落不僅會造成近7小時停產(chǎn)，影響生產(chǎn)效率，而且對部分要求緩冷的鋼材造成質(zhì)量缺陷；并且因冷床下高溫高熱，造成維修處理難度大，增加了職工的勞動強(qiáng)度。

2.2 原因分析

通過圖紙和現(xiàn)場應(yīng)用情況進(jìn)行分析，造成上述問題的主要原因為：齒條上有雙鋼時各段之間的檢測裝置（不倒翁）因結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷，導(dǎo)致檢測裝置不靈敏，造成擠鋼。如圖所示：當(dāng)棒材通過步進(jìn)齒條落在上支架上時，棒材自身重量下壓繞銷軸帶動連桿上拉，再由連桿拉動裝有配重的拉桿向上運(yùn)動，檢測元件檢測到拉桿運(yùn)動到位后傳輸信號，驅(qū)動下段冷床托鋼步進(jìn)運(yùn)動。此不倒翁檢測機(jī)構(gòu)鉸鏈接觸部位多、力矩傳遞環(huán)節(jié)多，力傳遞不在同一直線上，易卡滯、不靈敏，各零件易磨損，磨損后摩擦力增大導(dǎo)致棒材不能將配重壓起或壓起后不能回位。

3 改進(jìn)措施

根據(jù)以上原因分析并結(jié)合實際情況，為解決上述存在問題，從以下兩個方面進(jìn)行優(yōu)化改進(jìn)。

（1）重新設(shè)計不倒翁。根據(jù)現(xiàn)場使用位置設(shè)計一種直線型不倒翁。運(yùn)動方向與受力方向在一條直線上，沒有任何偏置載荷，提高不倒翁的可靠性與靈敏度。如上圖所示：當(dāng)棒材落在齒槽內(nèi)的圓形支架上時，棒材自重大于彈簧拉力下壓使導(dǎo)桿向下運(yùn)動，檢測開關(guān)檢測到位后傳輸信號，驅(qū)動下段冷床托鋼步進(jìn)運(yùn)動；當(dāng)棒材托走后，導(dǎo)桿在彈簧的作用力下恢復(fù)到上限位置，如此往復(fù)循環(huán)。

（2）增加檢測信號裝置，監(jiān)測床面脫落瞬間異常軌跡。床面嚴(yán)重脫落表面上看是瞬間發(fā)生，但總有時間過程，如能在發(fā)生輕微脫落的瞬間檢測到并停機(jī)，就能防止嚴(yán)重的脫落，避免長時間的停機(jī)。根據(jù)以上分析制定下述方案：如下圖所示。

將檢測元件至于偏心輪兩端，距離偏心輪5mm，當(dāng)檢測間隙大于5mm時接近開關(guān)信號丟失，通過程序激發(fā)各段冷床主電機(jī)斷電制動，外力消失，冷床在輕微偏離工作軌跡時停車。

4 取得效果

（1）自通過改造后至今未發(fā)生過冷床脫落情況，偶因操作人員失誤造成擠鋼情況也會在冷床輕微抖動的瞬間停車，只需倒車就能在短時間內(nèi)恢復(fù)生產(chǎn)。

（2）在不計算因棒材無法緩冷造成廢品的情況下，與未改造前的每年2次嚴(yán)重脫落造成7小時停產(chǎn)時間對比，按每小時鋼材產(chǎn)量70噸、每噸鋼材凈利潤1000元計算，則每年產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益：1000*70*7=49萬元。

（3）提高了冷床的可靠性和穩(wěn)定性，保障了生產(chǎn)順行，同時穩(wěn)定了產(chǎn)品質(zhì)量，避免了因不能緩冷造成的質(zhì)量缺陷。

（4）減輕了職工的勞動維護(hù)強(qiáng)度，增加人員穩(wěn)定性。

5 結(jié)束語

通過對冷床不倒翁及檢測裝置的優(yōu)化設(shè)計，解決了冷床出現(xiàn)長時間停機(jī)的隱患，生產(chǎn)線的穩(wěn)定運(yùn)行及產(chǎn)品的質(zhì)量得到保證。降低備件維修費(fèi)用、減輕職工勞動強(qiáng)度。同時增加的信號檢測裝置結(jié)構(gòu)簡單且運(yùn)行可靠。為其他有同類型冷床的廠家提供了參考，具有很大的推廣價值意義。

作者簡介：藺濤（1986-），男，本科，助理工程師，從事鋼廠設(shè)備檢修維護(hù)及管理工作。