曹曉東，溫黎明，張勇

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鋼二廠，太原 030003）

1 引言

修磨機(jī)是對(duì)連鑄坯表面進(jìn)行修磨的設(shè)備，主要由主機(jī)、臺(tái)車(chē)、上下料區(qū)、翻鋼機(jī)等組成，為了物流順暢、提高生產(chǎn)率，煉鋼二廠的修磨機(jī)成對(duì)布置，組成修磨機(jī)組。在兩臺(tái)修磨機(jī)中間安裝翻鋼機(jī)，用于翻轉(zhuǎn)連鑄坯，該區(qū)域的移送車(chē)帶著介質(zhì)拖鏈一起運(yùn)行，兩臺(tái)修磨機(jī)各修磨一個(gè)表面。連鑄坯的流轉(zhuǎn)情況如下：移送車(chē)在上料區(qū)載著連鑄坯進(jìn)入臺(tái)車(chē)，空移送車(chē)退出臺(tái)車(chē)，臺(tái)車(chē)載著連鑄坯沿臺(tái)車(chē)導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)行，磨頭對(duì)連鑄坯表面進(jìn)行修磨，修磨完成后臺(tái)車(chē)開(kāi)至翻鋼區(qū)，該區(qū)的移送車(chē)將連鑄坯從臺(tái)車(chē)上移到翻鋼機(jī)的入口臂，經(jīng)翻鋼機(jī)翻轉(zhuǎn)后，移送車(chē)再將連鑄坯從翻鋼機(jī)出口臂送到另一個(gè)臺(tái)車(chē)上，對(duì)另一個(gè)面進(jìn)行修磨，修磨完成后由下料區(qū)的移送車(chē)下料，連鑄坯的修磨程序結(jié)束。

在這一系列過(guò)程中，臺(tái)車(chē)上下料是由移送車(chē)完成的，為了確保移送車(chē)能夠進(jìn)出臺(tái)車(chē)，在臺(tái)車(chē)內(nèi)部也設(shè)有移送車(chē)導(dǎo)軌，當(dāng)兩處移送車(chē)導(dǎo)軌對(duì)齊時(shí)臺(tái)車(chē)停下，即可實(shí)現(xiàn)移送車(chē)進(jìn)出臺(tái)車(chē)，進(jìn)行上下料操作。臺(tái)車(chē)的停車(chē)位置是由光電檢測(cè)、電氣控制的，由于臺(tái)車(chē)車(chē)輪的不均勻磨損，會(huì)使臺(tái)車(chē)的停車(chē)位置產(chǎn)生一定的溜車(chē)量，實(shí)際停車(chē)位置往往是隨機(jī)的，給移送車(chē)進(jìn)出臺(tái)車(chē)造成一定的困難。

2 原來(lái)的操作方法及存在的問(wèn)題

2.1 臺(tái)車(chē)對(duì)中裝置

移送車(chē)在臺(tái)車(chē)內(nèi)外的行走導(dǎo)軌均為凸形，其上表面的標(biāo)高一致，臺(tái)車(chē)實(shí)際停車(chē)位置與正確位置的偏差量是決定能否順利上下料的關(guān)鍵。由于臺(tái)車(chē)車(chē)輪的不均勻磨損，會(huì)造成臺(tái)車(chē)溜車(chē)，隨著磨損量的加劇，溜車(chē)量也逐漸加大。在臺(tái)車(chē)車(chē)輪壽命周期內(nèi)，最大溜車(chē)量可達(dá)60mm。

針對(duì)臺(tái)車(chē)溜車(chē)，增設(shè)了用于控制實(shí)際停車(chē)位置的專(zhuān)用對(duì)中裝置：裝有定位油缸的支架安裝在移送車(chē)固定框架上，在臺(tái)車(chē)的對(duì)應(yīng)位置焊接一個(gè)V 型定位塊，油缸缸桿作為定位桿，其頭部形狀也呈V 型，與定位塊相匹配，在一定范圍內(nèi)有自動(dòng)復(fù)位功能。定位塊外口部寬度值即為可控制的臺(tái)車(chē)溜車(chē)量，隨著定位塊寬度尺寸加大，其厚度值也相應(yīng)加大，受臺(tái)車(chē)與移送車(chē)固定框架之間的空間所限，定位塊外口寬度設(shè)計(jì)為90mm，即：可控制的臺(tái)車(chē)溜車(chē)范圍為45mm。

2.2 上下料操作步驟

上料過(guò)程為：臺(tái)車(chē)開(kāi)至上料位置→操作對(duì)中裝置進(jìn)行對(duì)中→載著連鑄坯的移送車(chē)進(jìn)入臺(tái)車(chē)→移送車(chē)頂部下降，將連鑄坯落放在臺(tái)車(chē)上→空載移送車(chē)開(kāi)出臺(tái)車(chē)。

下料過(guò)程為：臺(tái)車(chē)開(kāi)至下料位置→操作對(duì)中裝置進(jìn)行對(duì)中→空載移送車(chē)進(jìn)入臺(tái)車(chē)→移送車(chē)頂部上升，頂起臺(tái)車(chē)上的連鑄坯→載著連鑄坯的移送車(chē)開(kāi)出臺(tái)車(chē)。

圖1 顯示了原來(lái)臺(tái)車(chē)上下料的情況。

圖1 原來(lái)臺(tái)車(chē)上下料情況

2.3 存在的問(wèn)題

（1）上下料所需時(shí)間長(zhǎng)。臺(tái)車(chē)上下料均需對(duì)中步驟，每塊連鑄坯的每一次上料或下料平均需要時(shí)間112s。

（2）對(duì)中裝置復(fù)雜。該裝置包括機(jī)械、液壓、電氣部分，由設(shè)定的程序進(jìn)行控制，聯(lián)鎖很多，該系統(tǒng)中的任何異常都能導(dǎo)致故障發(fā)生，常出現(xiàn)對(duì)中缸不動(dòng)作或動(dòng)作不到位而引起缸桿頭部位置異常現(xiàn)象，影響臺(tái)車(chē)上下料。

（3）電信號(hào)易受磨屑的影響。

修磨現(xiàn)場(chǎng)的磨屑非常多，受其影響，會(huì)出現(xiàn)錯(cuò)誤的電信號(hào)，如：對(duì)中缸的杠桿還處在伸出狀態(tài)時(shí)，臺(tái)車(chē)就開(kāi)動(dòng)，造成別彎杠桿、損壞對(duì)中缸及安裝支架等設(shè)備故障，需要進(jìn)行停產(chǎn)檢修。

（4）臺(tái)車(chē)不能正確對(duì)中時(shí)，上下料將發(fā)生事故。

圖2 臺(tái)車(chē)定位產(chǎn)生偏差

當(dāng)臺(tái)車(chē)溜車(chē)距離超過(guò)45mm 時(shí)，對(duì)中裝置的定位桿會(huì)頂住定位塊的邊緣，使臺(tái)車(chē)在不正確的位置定位，如圖2 所示。對(duì)于這種狀況，系統(tǒng)不會(huì)報(bào)警，操作人員又看不到，這種情況下移送車(chē)進(jìn)出臺(tái)車(chē)極易發(fā)生掉道事故，若掉道發(fā)生在翻鋼區(qū)，往往還會(huì)砸壞移送車(chē)拖鏈，造成更大的損失。

3 改進(jìn)后的上下料情況

3.1 移送車(chē)車(chē)輪工作面的改變

在上下料過(guò)程中，原來(lái)移送車(chē)車(chē)輪的工作面始終是踏面，這就必須確保臺(tái)車(chē)停車(chē)位置準(zhǔn)確，以保證凸導(dǎo)軌對(duì)齊，而輪緣只起導(dǎo)向作用；將臺(tái)車(chē)內(nèi)部的導(dǎo)軌高度降低，設(shè)計(jì)成平面型，使其與移送車(chē)車(chē)輪輪緣最低位處于同一標(biāo)高，見(jiàn)圖3中所示標(biāo)高“h”。移送車(chē)進(jìn)入臺(tái)車(chē)后，車(chē)輪輪緣直接與平面導(dǎo)軌上表面接觸，使輪緣作為工作面。由于輪緣直徑大于踏面直徑，只要車(chē)輪輪緣能處于平面導(dǎo)軌的寬度范圍內(nèi)，就能確保移送車(chē)平穩(wěn)地進(jìn)出臺(tái)車(chē)，這樣就允許臺(tái)車(chē)有一定的溜車(chē)量。

圖3 改進(jìn)前后兩種導(dǎo)軌的比較

改進(jìn)前后的對(duì)比如圖3 所示：（1）顯示了原來(lái)臺(tái)車(chē)內(nèi)凸導(dǎo)軌的情形。臺(tái)車(chē)內(nèi)外的移送車(chē)導(dǎo)軌對(duì)中后允許偏差范圍是±X1，該值是由移送車(chē)導(dǎo)軌端面的倒角值決定的，X1最大取10mm；（2）顯示了改進(jìn)后臺(tái)車(chē)內(nèi)平面導(dǎo)軌的情形。A 與B、C 與D 分別是移送車(chē)兩個(gè)位置的車(chē)輪輪緣外側(cè)，A 與B 是移送車(chē)相對(duì)臺(tái)車(chē)允許的左極限位置，C 與D是右極限位置，圖中顯示的允許偏差范圍是±X2，該值是由平面導(dǎo)軌的寬度決定的，X2最大值取80mm，即只要移送車(chē)車(chē)輪輪緣能夠位于該范圍內(nèi)，移送車(chē)就能順利地進(jìn)行上下料。

3.2 設(shè)備改造內(nèi)容

（1）臺(tái)車(chē)內(nèi)部的移送車(chē)導(dǎo)軌。將原來(lái)的凸導(dǎo)軌改為平面導(dǎo)軌，通過(guò)設(shè)計(jì)厚度尺寸，保證上表面的標(biāo)高為“h”；為了不影響車(chē)輪輪緣在導(dǎo)軌上運(yùn)行，平面導(dǎo)軌的安裝螺栓只使用靠近內(nèi)側(cè)的一組；為了耐用，選用45 鋼進(jìn)行整體調(diào)質(zhì)處理，達(dá)到180～220HB。

（2）移送車(chē)車(chē)輪。為了避免車(chē)輪運(yùn)行中不同工作面轉(zhuǎn)換時(shí)產(chǎn)生跳動(dòng)，要求車(chē)輪輪緣與踏面同心度為0.05mm；整體調(diào)質(zhì)以保證輪緣與踏面這兩個(gè)工作面的耐磨性，達(dá)到240～280HB，該硬度值高于導(dǎo)軌的原因是車(chē)輪成本高、更換難度大，確保車(chē)輪比導(dǎo)軌更耐磨。

3.3 改進(jìn)后的操作方法

臺(tái)車(chē)在電氣控制下停穩(wěn)后，直接操作移送車(chē)進(jìn)行上下料，步驟如下。

（1）上料過(guò)程：臺(tái)車(chē)開(kāi)至上料位置→載著連鑄坯的移送車(chē)進(jìn)入臺(tái)車(chē)→移送車(chē)頂部下降，使連鑄坯落在臺(tái)車(chē)上→空載移送車(chē)開(kāi)出臺(tái)車(chē)。

（2）下料過(guò)程：臺(tái)車(chē)開(kāi)至下料位置→空載移送車(chē)進(jìn)入臺(tái)車(chē)→移送車(chē)頂部上升，頂起臺(tái)車(chē)上的連鑄坯→載著連鑄坯的移送車(chē)開(kāi)出臺(tái)車(chē)。

圖4 顯示了移送車(chē)在不同運(yùn)行區(qū)域的不同工作面。

圖4 移送車(chē)不同運(yùn)行區(qū)域的工作面

4 改進(jìn)前后的情況對(duì)比

見(jiàn)表1。

表1 改進(jìn)前后情況對(duì)比表

5 改進(jìn)后的效果

共改造了4 臺(tái)修磨機(jī)，每年有效工作天數(shù)按330 天計(jì)算。

（1）增加了有效生產(chǎn)時(shí)間

減少了輔助時(shí)間：平均每次上料、下料所需時(shí)間均減少11s，每修磨1 塊連鑄坯需要上料、下料各2 次，平均每臺(tái)修磨機(jī)每班修磨21 塊連鑄坯，實(shí)行兩班工作制，每年減少輔助時(shí)間=11×（2+2）×21×2×4×330/60/60=677.6h；

減少了設(shè)備檢修時(shí)間：原來(lái)平均每5 天發(fā)生一次較嚴(yán)重的移送車(chē)掉道事故，平均每次處理事故需要2h，改進(jìn)后1 年內(nèi)發(fā)生過(guò)2 次操作失誤引發(fā)的掉道事故，檢修時(shí)間累計(jì)8.5h，每年減少的設(shè)備檢修時(shí)間=2×330/5-8.5=123.5h；

以上2 項(xiàng)合計(jì)：每年可以增加有效生產(chǎn)時(shí)間=677.6+123.5=801.1h。

（2）減少了備件消耗：原來(lái)平均每月由于移送車(chē)掉道而損壞一條拖鏈，需要進(jìn)行更換，改進(jìn)后沒(méi)有再損壞過(guò)拖鏈，每年可以節(jié)約12 條拖鏈。

6 結(jié)論

設(shè)備改進(jìn)后減少了操作步驟，但是操作工必須嚴(yán)格執(zhí)行操作規(guī)程，避免誤操作損壞設(shè)備；設(shè)備維護(hù)人員要每周實(shí)測(cè)臺(tái)車(chē)溜車(chē)量，當(dāng)接近60mm 時(shí)要更換磨損嚴(yán)重的臺(tái)車(chē)車(chē)輪；點(diǎn)檢員要加強(qiáng)對(duì)移送車(chē)車(chē)輪、臺(tái)車(chē)內(nèi)部的移送車(chē)平面導(dǎo)軌等關(guān)鍵部位的點(diǎn)檢，詳細(xì)記錄檢修、更換情況，確定合理的備件庫(kù)存量；技術(shù)員要根據(jù)實(shí)際使用效果，調(diào)整改進(jìn)移送車(chē)車(chē)輪和平面導(dǎo)軌的材質(zhì)、熱處理工藝等，進(jìn)一步改善綜合性能，延長(zhǎng)相關(guān)備件的使用壽命。

［1］機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì).機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第1 卷）［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.