周志強(qiáng) 張幸生 朱 波 王 勇 趙開堯

（寧波寶新不銹鋼有限公司 浙江寧波）

一、引言

廢邊卷取機(jī)作為板帶冷軋廠精整機(jī)組的重要設(shè)備，其工作的穩(wěn)定性、可靠性直接影響整套機(jī)組的工作效率。公司1#拉矯機(jī)組是2003年從德國(guó)SUNDWIG公司引進(jìn)的成套設(shè)備，投產(chǎn)初期由于廢邊卷設(shè)備狀態(tài)不穩(wěn)定、卷軸卡死和側(cè)擋板螺栓斷裂故障頻繁，嚴(yán)重影響了機(jī)組產(chǎn)能的發(fā)揮。解決廢邊卷取機(jī)卷軸卡死和側(cè)擋板螺栓斷裂問(wèn)題，成為當(dāng)時(shí)設(shè)備人員的當(dāng)務(wù)之急。

二、廢邊卷取機(jī)結(jié)構(gòu)、功能介紹

板帶冷軋廠精整機(jī)組為了滿足客戶定制帶鋼寬度以及軋制毛邊切除的要求，需要對(duì)帶鋼必須進(jìn)行切邊作業(yè)。帶鋼通過(guò)圓盤剪切除多余的廢邊絲，廢邊絲通過(guò)廢邊導(dǎo)槽引入廢邊卷取機(jī)芯軸上纏繞，廢邊卷取機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)將雜亂無(wú)章的廢邊絲卷成廢邊卷。

1#拉矯機(jī)組廢邊卷取機(jī)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)齒形皮帶帶動(dòng)皮帶輪和襯套，襯套和側(cè)擋板由6顆M16的螺栓連接，通過(guò)導(dǎo)向鍵將轉(zhuǎn)動(dòng)力傳遞到卷軸上，使卷軸進(jìn)行卷廢邊絲作業(yè)。卷軸上方有一根壓輥，作用是將卷起的廢邊卷壓緊。當(dāng)廢邊卷達(dá)到規(guī)定的卷徑后進(jìn)行卸卷作業(yè)，此時(shí)卷軸沿著導(dǎo)軌軸向抽出（電機(jī)、皮帶輪、襯套、側(cè)擋板不動(dòng)），將卷緊的廢邊卷倒出（圖1）。

三、廢邊卷取機(jī)存在問(wèn)題、原因分析及改進(jìn)措施

1.廢邊卷取機(jī)卷軸卡死

廢邊卷取機(jī)改造前，卷軸是靠3個(gè)單獨(dú)的導(dǎo)向鍵傳動(dòng)（圖2a），由于卷軸和導(dǎo)向鍵接觸面積小，加上卷軸移動(dòng)頻繁，而且卸廢邊卷時(shí)卷軸要進(jìn)行正、反轉(zhuǎn)，因此導(dǎo)向鍵和卷軸容易磨損，磨損后造成卷軸和導(dǎo)向鍵錯(cuò)位卡死。

對(duì)廢邊卷取機(jī)卷軸和導(dǎo)向鍵進(jìn)行改造（圖2b、圖3），增加卷軸和導(dǎo)向鍵的接觸面積，另外在接觸面上增加加油孔，減少卷軸和導(dǎo)向鍵的磨損，使廢邊卷取機(jī)連接可靠。

圖1 拉矯機(jī)組廢邊卷取機(jī)

2.廢邊卷取機(jī)側(cè)擋板螺栓斷裂

圖2 廢邊卷取機(jī)卷軸和導(dǎo)向鍵

側(cè)擋板單個(gè)螺栓抗剪強(qiáng)度校驗(yàn)，螺栓材料為Q235，查表得σs=240 N/mm2，τ=σs/S=200 MPa。因?yàn)棣?Fs/［π/（4d02）m］，所以Fs=30772 N。式中Fs單個(gè)螺栓所受的橫向工作載荷（N），τ抗剪切強(qiáng)度，d0螺栓剪切面的直徑，m螺栓受剪面數(shù)。因?yàn)镕s=KfT/fs（r1+r2+r3+…+rn）， 所以可求得T=1968.6 N·m，式中T螺栓阻抗力矩，Kf安全系數(shù)，Kf=1.1～1.5，fs接合面間摩擦系數(shù) ，fs=1.1～0.16，r各 螺栓中心與側(cè)擋板中心距離，1、2、3 為螺栓序號(hào)。

表1 緊固件常用材料力學(xué)性能 N/mm2

圖3 改造后卷軸與導(dǎo)向鍵配合形式

圖4 原平面連接改成臺(tái)階面連接

圖5 制做新軸套及圓盤

由計(jì)算得到6顆固定螺栓的阻抗力矩T=1968.6 N·m，而廢邊卷取機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)輸出力矩T1=2500 N·m，所以當(dāng)廢邊絲卡住時(shí)，T1＞T， 螺栓斷裂。廢邊機(jī)側(cè)擋板和襯套的連接面，由原來(lái)的平面連接改成臺(tái)階面連接（連接面采用過(guò)渡配合，圖4），這樣螺栓受的剪切力就幾乎全部消除，有效的防止了螺栓容易斷裂的設(shè)計(jì)缺陷。設(shè)計(jì)制做新軸套及圓盤（圖5），將其配合形式改為嵌入式，以提高其連接強(qiáng)度。

四、效果檢查

經(jīng)過(guò)上述改進(jìn)，自2008年9月11日起至今未發(fā)生廢邊卷取機(jī)卷軸卡死故障以及廢邊卷取機(jī)側(cè)擋板螺栓斷裂問(wèn)題，設(shè)備可靠性大大增加。廢邊卷取機(jī)的成功改進(jìn)，也減少了1#拉矯機(jī)組得故障。