賈豹，畢辛

（鞍鋼股份有限公司無(wú)縫鋼管廠，遼寧 鞍山 114021）

無(wú)縫鋼管在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中具有重要作用，被廣泛應(yīng)用于石油開采、鉆探、航天、軍工等領(lǐng)域［1］。其產(chǎn)品質(zhì)量與生產(chǎn)的關(guān)鍵設(shè)備——軋管機(jī)密切相關(guān)。連軋機(jī)橫移系統(tǒng)是軋機(jī)的重要組成部分，其主要作用是將穿孔后的熾熱毛管坯迅速、準(zhǔn)確地送到連軋機(jī)入口處，在運(yùn)送的過(guò)程中要確保管坯溫度不能降到軋制溫度以下，同時(shí)不允許管坯因磕碰而出現(xiàn)外表面擦傷現(xiàn)象，因此橫移系統(tǒng)對(duì)熾熱毛管坯進(jìn)入軋機(jī)前進(jìn)行精軋起到的作用至關(guān)重要［2］。鞍鋼股份無(wú)縫鋼管廠連軋機(jī)橫移系統(tǒng)原設(shè)計(jì)存在缺陷，運(yùn)行時(shí)經(jīng)常發(fā)生晃動(dòng)，放管坯時(shí)位置不準(zhǔn)，對(duì)管坯有磕碰現(xiàn)象，并且由于橫移系統(tǒng)行走速度慢，管坯的溫降較大，在影響管坯性能的同時(shí)，增加了軋機(jī)負(fù)荷，浪費(fèi)能源，同時(shí)降低了機(jī)械設(shè)備的使用壽命，為此對(duì)連軋橫移系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)。

1 橫移系統(tǒng)組成

鞍鋼無(wú)縫鋼管廠Φ177機(jī)組橫移系統(tǒng)主要由升降和橫移機(jī)構(gòu)組成，橫移機(jī)構(gòu)是以減速機(jī)帶動(dòng)圓柱直齒輪，直齒輪通過(guò)與齒條的嚙合方式帶動(dòng)橫移系統(tǒng)橫向移動(dòng)；橫移系統(tǒng)升降機(jī)構(gòu)是減速機(jī)帶動(dòng)兩個(gè)鏈輪，鏈輪連接鏈條，通過(guò)鏈輪旋轉(zhuǎn)帶動(dòng)機(jī)械手升降實(shí)現(xiàn)取管、送管、放管。橫移系統(tǒng)原設(shè)計(jì)圖如圖1所示。

剛穿完孔的毛管溫度較高，鋼的彈性模量降低，鋼質(zhì)較軟，橫移系統(tǒng)在移動(dòng)毛管時(shí)，要求管坯在移動(dòng)過(guò)程中不允許有大的震動(dòng)或沖擊，避免管坯變形或外表面有擦傷［3］；從穿孔后臺(tái)到軋機(jī)前臺(tái)有一定距離，為防止毛管溫度下降太多而增加軋機(jī)負(fù)荷及毛管外表面氧化鐵皮的增加，要求毛管在穿孔工序完成后迅速移到軋機(jī)前臺(tái)，這時(shí)需要橫移系統(tǒng)以較快的速度移動(dòng)毛管。

2 原橫移系統(tǒng)存在的問(wèn)題

2.1 定位不準(zhǔn)確

機(jī)械手導(dǎo)向柱兩側(cè)有4個(gè)偏心輪，通過(guò)這4個(gè)偏心輪來(lái)調(diào)整導(dǎo)向柱兩側(cè)的間隙，機(jī)械手在往復(fù)運(yùn)動(dòng)時(shí)因慣性較大，偏心輪經(jīng)常竄動(dòng)，失去調(diào)整間隙的作用，所以當(dāng)機(jī)械手高速運(yùn)動(dòng)到穿孔后臺(tái)接料時(shí)常出現(xiàn)機(jī)械手將管坯刮掉，在機(jī)械手運(yùn)行到軋機(jī)前臺(tái)時(shí)因機(jī)械手晃動(dòng)較大，常出現(xiàn)掉料現(xiàn)象，進(jìn)而導(dǎo)致生產(chǎn)無(wú)法正常進(jìn)行而出現(xiàn)停機(jī)。

2.2 管坯溫降大

（1）運(yùn)行軌跡復(fù)雜造成機(jī)械手運(yùn)行周期長(zhǎng)。熾熱毛管的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖1所示。機(jī)械手在穿孔后臺(tái)管坯右側(cè)下降到管坯水平線下方后向左移動(dòng)，到達(dá)熾熱的管坯下面后機(jī)械手上升，取管動(dòng)作完成后機(jī)械手上升一定高度后橫向移動(dòng)，橫向運(yùn)動(dòng)到連軋前臺(tái)接料器上方機(jī)械手系統(tǒng)向下運(yùn)動(dòng)將料放下，整個(gè)管坯運(yùn)行軌跡類似于一個(gè)矩形，一個(gè)循環(huán)周期為47 s，管坯從穿孔后臺(tái)到連軋前臺(tái)溫度下降約120℃。

（2）坦克鏈機(jī)構(gòu)限制造成機(jī)械手運(yùn)行周期長(zhǎng)，橫移系統(tǒng)升降及橫向移動(dòng)的電控電源及信號(hào)線由坦克鏈保護(hù)，并由橫移系統(tǒng)帶動(dòng)其作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，橫移系統(tǒng)高速運(yùn)動(dòng)時(shí)坦克鏈鏈板經(jīng)常出現(xiàn)變形、斷裂，嚴(yán)重制約了橫移系統(tǒng)速度的提升。

2.3 機(jī)構(gòu)可靠性差

（1）機(jī)械手位置不準(zhǔn)經(jīng)常出現(xiàn)掉料現(xiàn)象，必須停機(jī)吊料，停機(jī)的同時(shí)還出現(xiàn)剔料。

（2）當(dāng)機(jī)械手鏈輪上極限失效時(shí)，鏈輪經(jīng)常將鏈條拉斷；機(jī)械手鏈條因檢查不到位，常出現(xiàn)鏈條斷裂導(dǎo)致機(jī)械手脫落，機(jī)械手恢復(fù)需要約4 h；

（3）坦克鏈鏈板日常不易點(diǎn)檢經(jīng)常出現(xiàn)斷裂而將電源線剪斷；

（4）橫移系統(tǒng)速度較慢導(dǎo)致管坯溫降大，連軋機(jī)負(fù)荷增加，連軋主機(jī)高速連桿安全銷斷裂頻繁，同時(shí)增加了連軋主機(jī)軸承負(fù)荷，降低連軋主減速機(jī)使用壽命，加速連軋機(jī)軋輥及工作芯棒磨損，增加生產(chǎn)成本。

3 改進(jìn)方案

3.1 連軋橫移系統(tǒng)改進(jìn)

對(duì)原橫移裝置傳動(dòng)結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改進(jìn)，由高架軌道橫移機(jī)構(gòu)及上下升降鏈傳動(dòng)裝置實(shí)現(xiàn)取管、送管、放管過(guò)程，改進(jìn)為地面軌道橫移系統(tǒng)及同步旋轉(zhuǎn)臂實(shí)現(xiàn)取管、放管過(guò)程。改進(jìn)后的橫移系統(tǒng)主要由橫移小車機(jī)構(gòu)及回轉(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)構(gòu)成，橫移小車機(jī)構(gòu)在地面進(jìn)行橫向移動(dòng)，在橫向移動(dòng)的同時(shí)帶動(dòng)回轉(zhuǎn)臂進(jìn)行旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。改進(jìn)后的橫移系統(tǒng)示意圖如圖2所示，

橫移小車機(jī)構(gòu)的橫向移動(dòng)通過(guò)齒輪條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，即減速機(jī)驅(qū)動(dòng)齒輪，齒輪通過(guò)與固定在滑軌上的齒條的嚙合運(yùn)動(dòng)，帶動(dòng)橫移小車機(jī)構(gòu)在滑軌上行走?；剞D(zhuǎn)臂機(jī)構(gòu)由五組同步運(yùn)行的回轉(zhuǎn)臂組成，回轉(zhuǎn)臂的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)由鏈條機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)既保證管坯在移動(dòng)過(guò)程中的同步穩(wěn)定性，也簡(jiǎn)化了原橫移系統(tǒng)的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，回轉(zhuǎn)臂的鏈輪傳動(dòng)設(shè)計(jì)使管坯移動(dòng)位置更加準(zhǔn)確；小車系統(tǒng)橫向運(yùn)動(dòng)由同一個(gè)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，回轉(zhuǎn)臂系統(tǒng)轉(zhuǎn)動(dòng)由另一個(gè)減速機(jī)驅(qū)動(dòng)，這兩個(gè)減速機(jī)同時(shí)由一個(gè)電機(jī)帶動(dòng)。

3.2 坦克鏈改進(jìn)

取消原橫移系統(tǒng)電源及信號(hào)傳輸線路的坦克鏈結(jié)構(gòu)，將線路折疊掛在滑輪上，隨著橫移機(jī)械手的移動(dòng)而在滑軌上滑動(dòng)，從而使橫移小車的提速不再受坦克鏈的限制，使管坯移動(dòng)速度更快，時(shí)間已由原來(lái)的47 s降到30 s，減少了管坯溫降及連軋機(jī)軋制力，延長(zhǎng)了減速機(jī)的使用壽命。

3.3 改進(jìn)效果

改進(jìn)的系統(tǒng)自2013年12月30日投入生產(chǎn)后，至今已有半年時(shí)間，設(shè)備運(yùn)行非常平穩(wěn)，事故時(shí)間直線下降，設(shè)備維護(hù)量顯著降低。

改進(jìn)后毛管坯在橫移裝置上的停留時(shí)間明顯降低，熾熱的毛管坯沒(méi)有出現(xiàn)大的溫降，使軋制溫度提高了80℃，縮短了生產(chǎn)軋制周期。

4 結(jié)語(yǔ)

（1）通過(guò)對(duì)原連軋機(jī)前橫移系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，采用地面橫移小車和回轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)臂的結(jié)構(gòu)形式，徹底解決了原系統(tǒng)運(yùn)行速度慢和事故率高的設(shè)計(jì)缺陷，改進(jìn)后橫移系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)間由原來(lái)的47 s降至目前的30 s，并且還有提升的空間。設(shè)備運(yùn)行平穩(wěn)，設(shè)備事故率及維護(hù)工作量大幅降低。

（2）橫移系統(tǒng)改進(jìn)后，每次更換橫移小車時(shí)都要重新標(biāo)定回轉(zhuǎn)臂的位置，目前采取的方式是從齒條端面數(shù)齒的個(gè)數(shù)來(lái)確定齒輪位置，標(biāo)定比較費(fèi)時(shí)，今后將對(duì)回轉(zhuǎn)臂的位置標(biāo)定進(jìn)行研究改進(jìn)。

［1］ 張才安.無(wú)縫鋼管生產(chǎn)技術(shù) ［M］.重慶：重慶大學(xué)出版社，1997.

［2］ 李連詩(shī)，韓觀昌.小型無(wú)縫鋼管生產(chǎn)（上）［M］.北京： 冶金工業(yè)出版社，1995.

［3］ 李長(zhǎng)穆.現(xiàn)代鋼管生產(chǎn)［M］.北京：冶金工業(yè)出版社，1988.