徐言東 韓 爽 吳玉霞 何豐玉

（1：北京科技大學(xué) 北京 100083；2：中冶集團(tuán)銅鋅有限公司 北京 100029；3：天津吉本機(jī)電科技有限公司 天津 300384）

1 前言

1.1 工藝要求

推床屬于型鋼可逆軋機(jī)的輔助設(shè)備，當(dāng)長矩形鋼坯進(jìn)行往復(fù)軋制時(shí)，調(diào)整軋件位置，根據(jù)工藝要求，對軋件進(jìn)行90°翻轉(zhuǎn)。要求前后推床動(dòng)作靈活、同步、可靠，同時(shí)對操作者的操作水平要求較高，直接影響到產(chǎn)品的成材率。

1.2 存在問題

型鋼可逆軋機(jī)前后的推床作為軋機(jī)配套的機(jī)械手，對軋件的產(chǎn)量和質(zhì)量起著重要作用，其驅(qū)動(dòng)部件最初采用機(jī)械傳動(dòng)，由于推床受到的沖擊很大，操作者的微小失誤及工作環(huán)境惡劣，部件容易損壞，在生產(chǎn)中的故障率較高，處理時(shí)間較長，嚴(yán)重影響生產(chǎn)，經(jīng)過對其進(jìn)行改進(jìn)，采用液壓傳動(dòng)，簡化結(jié)構(gòu)，降低了事故率，提高了成材率。

2 典型推床結(jié)構(gòu)特點(diǎn)

2.1 機(jī)械傳動(dòng)式推床

1）2005年撫順罕王集團(tuán)沈陽東洋制鋼特殊鋼公司軸承鋼棒材項(xiàng)目，把閑置8年的美國布棋、橫列式舊設(shè)備改造成（?720二輥可逆軋機(jī)＋2架?550軋機(jī)＋4架?430平立軋機(jī)＋4架?320平立軋機(jī)）半連軋生產(chǎn)線；?720二輥可逆軋機(jī)前后配套的推床分別由4臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)機(jī)械式，其結(jié)構(gòu)形式如圖1、圖2、圖3所示。

（1）傳動(dòng)裝置：4臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)分成各2臺(tái)分別串聯(lián)、并聯(lián)布置，電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪箱中的齒輪、齒條；存在問題是電動(dòng)機(jī)老化，需要大修，主令控制器因運(yùn)輸損壞，需更換新的。

（2）執(zhí)行裝置：齒條推桿與推頭相聯(lián)接，前后各兩組推頭分別同步移動(dòng)，夾持或放開軋件；存在問題是齒條推桿有嚴(yán)重變形，需要校直；齒條、齒輪磨損嚴(yán)重，需要對齒輪箱進(jìn)行大修。

（3）導(dǎo)向裝置：導(dǎo)向座單獨(dú)安裝在基礎(chǔ)上面，可以抵抗軋件的沖擊；存在問題是導(dǎo)輪軸承銹蝕，不能轉(zhuǎn)動(dòng)，需要更換軸承。

（4）翻轉(zhuǎn)裝置：機(jī)前推床原裝成對推頭上各帶有2組氣缸驅(qū)動(dòng)的撥叉，通過兩側(cè)的撥叉同時(shí)動(dòng)作，可以實(shí)現(xiàn)翻轉(zhuǎn)軋件的動(dòng)作；存在問題是由于運(yùn)輸原因，氣缸、撥叉損壞、丟失，無法恢復(fù)，參照鞍鋼粗軋廠的在單側(cè)推頭上安裝雙氣缸驅(qū)動(dòng)安裝在傳動(dòng)軸上的4個(gè)翻鋼鉤爪翻轉(zhuǎn)軋件的方案，設(shè)計(jì)了一組在內(nèi)側(cè)推頭安裝2個(gè)氣缸、1組傳動(dòng)軸，氣缸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)安裝在傳動(dòng)軸上的4個(gè)翻鋼鉤爪旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)軋件90°翻轉(zhuǎn)。

圖1 機(jī)械傳動(dòng)式推床俯視圖

圖2 機(jī)械傳動(dòng)式推床剖視圖

圖3 翻轉(zhuǎn)裝置俯視圖

2）根據(jù)上述方案對機(jī)前、機(jī)后推床進(jìn)行修復(fù)、制作、安裝就位后，熱試車時(shí)一次成功，滿足了生產(chǎn)要求。經(jīng)過了三年的生產(chǎn)，存在下列問題。

（1）齒輪箱的結(jié)合部位的螺栓因受力過大而被拉伸、剪斷，使得齒輪與齒條相脫離，造成設(shè)備事故，復(fù)位困難，處理時(shí)間長。

（2）控制電動(dòng)機(jī)的主令控制器和行程開關(guān)在使用過程中，有因其失靈而造成事故的情況，后來更換為編碼器控制。

（3）由于軋鋼過程中經(jīng)常是在前后推床同時(shí)夾鋼的狀態(tài)下軋制，對推頭所施加的沿軋制線方向的推、拉力很大，而且是交變施加的，除了由導(dǎo)向裝置承受外，其余載荷均由齒輪箱承受，長期以來，會(huì)影響到齒輪箱的壽命。

（4）齒條推桿與推頭的鉸接部件強(qiáng)度薄弱，發(fā)生了多次損壞，后來經(jīng)過加固、改進(jìn)，滿足了使用要求。

美國式推床的設(shè)計(jì)水平還是較高的，只是因?yàn)闀r(shí)間久遠(yuǎn)和遠(yuǎn)途運(yùn)輸對設(shè)備本身有無法修復(fù)的損壞，但是其驅(qū)動(dòng)部件采用機(jī)械傳動(dòng)，在生產(chǎn)中的故障率還是較高，嚴(yán)重影響到了生產(chǎn)。在國內(nèi)其它同類車間和中板車間的蘇聯(lián)式推床的使用中，這種情況也有出現(xiàn)，事故率甚至?xí)?。這種傳動(dòng)方式存在著缺陷，需要進(jìn)一步探索新的傳動(dòng)方式。

2.2 液壓傳動(dòng)式推床

2012年天津吉本機(jī)電科技有限公司承擔(dān)某公司液壓傳動(dòng)推床的設(shè)備設(shè)計(jì)任務(wù)，結(jié)合國內(nèi)外的型鋼、中板車間的機(jī)械、液壓傳動(dòng)推床，在下列幾方面進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，其結(jié)構(gòu)形式如圖4、5、6所示。

1）從傳動(dòng)裝置位于軋機(jī)傳動(dòng)側(cè)的單側(cè)布置變?yōu)殡p側(cè)布置，由4條液壓缸單獨(dú)驅(qū)動(dòng)雙推桿、推頭。液壓缸采用與推桿重合式安裝方式，可以減少推床的占地面積。

2）液壓缸的行程為全行程，不會(huì)出現(xiàn)行程開關(guān)反應(yīng)失靈，造成齒條脫落的設(shè)備事故。

3）采用液壓系統(tǒng)后，推頭運(yùn)行會(huì)十分平穩(wěn)，減少了沖擊對設(shè)備的影響，提高了動(dòng)作可靠性。

4）由于液壓系統(tǒng)有抗沖擊、保壓特性，在出現(xiàn)前后推床同時(shí)夾鋼的狀態(tài)下軋制的惡劣工況時(shí)，設(shè)備不會(huì)因過載而損壞。

5）由于設(shè)備載荷來源于推頭、推桿，推桿把載荷傳遞到液壓缸叉頭的球鉸軸承上，再由液壓缸和底座來承受。液壓缸的底座的剛度很重要，因此將液壓缸安裝在機(jī)架外面，設(shè)置單獨(dú)牢固底座和基礎(chǔ)，這樣對安裝、調(diào)整和維修來說十分方便。

6）把2個(gè)推桿的后部合并成箱型整體，以提高剛度，在車廂下面配置4組有軌導(dǎo)向輪，在單獨(dú)設(shè)置的導(dǎo)軌上面運(yùn)動(dòng)，同時(shí)在2個(gè)推桿的前部各設(shè)置1組導(dǎo)向輪，其輪型與推桿的下部相吻合，起導(dǎo)向和抗沖擊作用。

7）根據(jù)工藝要求確定翻轉(zhuǎn)裝置位置，在其中一組的一側(cè)推頭上安裝2個(gè)氣缸、1組傳動(dòng)軸，氣缸驅(qū)動(dòng)傳動(dòng)軸旋轉(zhuǎn)，同時(shí)驅(qū)動(dòng)安裝在傳動(dòng)軸上的4個(gè)翻鋼鉤爪旋轉(zhuǎn)，可以實(shí)現(xiàn)軋件90°翻轉(zhuǎn)。

圖4 液壓傳動(dòng)式推床俯視圖

圖5 液壓傳動(dòng)式推床剖視圖

圖6 翻轉(zhuǎn)裝置俯視圖

8）在機(jī)前、機(jī)后輥道的相應(yīng)位置上，各設(shè)置2組導(dǎo)向裝置，使4個(gè)推頭下部的導(dǎo)向輪在其導(dǎo)軌上面運(yùn)動(dòng)，承擔(dān)導(dǎo)向和抗沖擊作用。

9）推桿的強(qiáng)度直接影響推床的使用效果和壽命，結(jié)合以前的推桿形狀，將其設(shè)計(jì)為矩形斷面，盡可能增加其高度，可以增加抗彎性能，通過增加鋼板厚度和提高焊接質(zhì)量，來加強(qiáng)推桿強(qiáng)度。

10）推頭與推桿之間的連結(jié)依然采用鉸接，只是加大加粗了鉸接軸，增加了注油孔，方便鉸接軸的更換。

本設(shè)計(jì)圖紙投入制造和安裝、試生產(chǎn)以來，滿足生產(chǎn)要求，以前機(jī)械傳動(dòng)式推床遇到的問題，現(xiàn)在基本解決，動(dòng)作平穩(wěn)，故障率低，處理事故時(shí)間短，維修量較少，但是局部結(jié)構(gòu)剛度方面還有問題需要進(jìn)一步改進(jìn)。

3 結(jié)論

先進(jìn)的軋鋼車間，除了需配置高規(guī)格軋機(jī)外，與之相配套的輔助設(shè)備的性能和水平也必須符合工藝和設(shè)備要求。近年來越來越多的配置液壓系統(tǒng)的設(shè)備被我們所接受，主要原因是大家接受了液壓系統(tǒng)的先進(jìn)性和國產(chǎn)液壓部件的可靠性，通過這次回顧型鋼可逆軋機(jī)的前后推床的設(shè)計(jì)改進(jìn)過程，提高了對此推床的理論認(rèn)知水平。

［1］胡堅(jiān).軋機(jī)前后導(dǎo)尺結(jié)構(gòu)改進(jìn)［A］.冶金設(shè)備，2009（1）：62～65.

［2］程知松等.一種小型精整設(shè)備在大棒材生產(chǎn)線上的應(yīng)用［A］.冶金設(shè)備，2007（3）：52～54.

［3］倪忠仁等.實(shí)用機(jī)械設(shè)計(jì)手冊（第二版）.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1988.

［4］鄒家祥.軋鋼機(jī)械.北京：冶金工業(yè)出版社，19 88.