李亞松 河鋼集團(tuán)邯鋼公司邯寶冷軋廠

鋼卷包裝是連退、鍍鋅卷板生產(chǎn)的最后一道工序，它將卷板成品進(jìn)行美化和防護(hù)包裝，避免卷板在后續(xù)的運(yùn)輸中出現(xiàn)表面質(zhì)量問題，同時(shí)，起到卷板外接觸面的防腐功能，是鋼卷成品加工的重要環(huán)節(jié)[1]。邯寶冷軋廠包裝線是半自動(dòng)生產(chǎn)線，自投產(chǎn)以來，一直存在鋼卷晃動(dòng)問題，而且隨著設(shè)備運(yùn)行時(shí)間的延長(zhǎng)，鋼卷晃動(dòng)幅度越來越嚴(yán)重，對(duì)包裝操作工帶來了安全隱患，嚴(yán)重影響了包裝的生產(chǎn)速度，從而限制了產(chǎn)線的正常生產(chǎn)節(jié)奏。為此，對(duì)包裝梁的機(jī)械結(jié)構(gòu)、液壓控制和電氣控制系統(tǒng)進(jìn)行了全面的梳理，全面進(jìn)行了調(diào)整和優(yōu)化。

一、半自動(dòng)包裝線鋼卷運(yùn)輸流程

半自動(dòng)包裝線步進(jìn)梁由四節(jié)動(dòng)梁和一節(jié)定梁組成，鋼卷放置在定梁的鞍座上，由動(dòng)梁上的舉升液壓缸伸出帶動(dòng)曲柄，將鋼卷從定梁鞍座上舉起到動(dòng)梁的鞍座上，由行走液壓缸帶動(dòng)四節(jié)動(dòng)梁行走，實(shí)現(xiàn)鋼卷在定梁上向出口移動(dòng)的“步進(jìn)”（走一個(gè)鞍座位置），動(dòng)梁鞍座到達(dá)下個(gè)固定鞍座放置位時(shí)，由舉升液壓缸收回將鋼卷放置在下一個(gè)固定鞍座上，實(shí)現(xiàn)鋼卷在步進(jìn)梁上的運(yùn)輸；鋼卷在步進(jìn)行走中，在提升機(jī)工作位置完成防水紙包裝和外面保護(hù)包裝板的鋪墊工序，在緊后的固定鞍座位完成包扎捆帶工藝。

二、優(yōu)化改造內(nèi)容

（一）定梁鞍座位置調(diào)整

針對(duì)鋼卷在步進(jìn)梁動(dòng)梁上放置和舉升時(shí)的晃動(dòng)現(xiàn)象，對(duì)步進(jìn)梁的鋼卷放置的固定鞍座進(jìn)行測(cè)量和調(diào)整，確保固定鞍座間距在3500±3mm之間；對(duì)兩側(cè)固定鞍座進(jìn)行找正，確保左右鞍座中心線重合，誤差在2mm范圍內(nèi)。從而降低了鋼卷舉升和放置動(dòng)作時(shí)的晃動(dòng)。固定鞍座調(diào)整間距見圖1：

（二）四節(jié)動(dòng)梁連接機(jī)構(gòu)的校定

對(duì)步進(jìn)梁四動(dòng)梁的連接銷軸機(jī)構(gòu)進(jìn)行拆解，測(cè)量銷軸和軸套的磨損情況，對(duì)磨損超出尺寸要求的銷軸和軸套更換，同時(shí)，調(diào)整同步桿中間的鏈接間距，實(shí)現(xiàn)兩個(gè)車輪曲柄和連桿間四邊形機(jī)構(gòu)的各桿的平行，避免了動(dòng)梁行走時(shí)，因連接銷軸和同步桿不平行導(dǎo)致的相互牽引引起的鋼卷晃動(dòng)問題。

（三）液壓控制系統(tǒng)優(yōu)化

包裝步進(jìn)梁動(dòng)梁由行走液壓缸驅(qū)動(dòng)，首先對(duì)行走液壓缸的緩沖裝置進(jìn)行調(diào)整，使液壓缸行走至末端時(shí)，緩沖裝置發(fā)生作用，從而實(shí)現(xiàn)機(jī)械減速，降低液壓缸行走到位時(shí)鋼卷的慣性沖擊。再次，對(duì)控制液壓缸動(dòng)作的比例閥輸出曲線進(jìn)行優(yōu)化，在不影響產(chǎn)線運(yùn)行的情況下，增加行走減速位置的距離，減輕了鋼卷油缸快速減速而鋼卷未能減速帶來的鋼卷晃動(dòng)現(xiàn)象。最后，優(yōu)化PLC控制比例閥輸出的曲線，使比例閥輸出曲線更加平滑，從而實(shí)現(xiàn)液壓缸平穩(wěn)動(dòng)作[2][3]，保證鋼卷的平穩(wěn)運(yùn)行。

（四）PLC控制程序優(yōu)化

步進(jìn)梁動(dòng)梁行走過程中也存在晃動(dòng)現(xiàn)象，這時(shí)只有比例閥在控制液壓缸動(dòng)作，比例閥開度一定的情況下，只能說明油缸的流量發(fā)生了變換，由孔口出流流量和壓差公式[4]：

式中：Q—孔口流量， —孔口流量系數(shù)， —孔口過流斷面，g—重力加速度，H—孔口前后壓差。

可知，流量變化是由閥口前后壓差變化引起的。經(jīng)過PDA研究分析，步進(jìn)梁在行走時(shí)，三號(hào)提升機(jī)對(duì)鋼卷中心高度進(jìn)行對(duì)中動(dòng)作，對(duì)中動(dòng)作油缸使用油液較多，造成系統(tǒng)油壓下降，從而影響比例閥的進(jìn)出口油壓，導(dǎo)致比例閥在固定開口的情況下，輸出流量降低，待提升機(jī)動(dòng)作到位后，比例閥的入口油壓恢復(fù)，從而比例閥的流量再次恢復(fù)到正常值，出現(xiàn)了步進(jìn)梁的晃動(dòng)問題。針對(duì)這種情況，對(duì)PLC控制程序就行優(yōu)化，將提升機(jī)對(duì)中動(dòng)作時(shí)序修改到步進(jìn)梁行走完成才執(zhí)行對(duì)中動(dòng)作，從而消除了鋼卷步進(jìn)行走時(shí)系統(tǒng)的壓力波動(dòng)，進(jìn)而除去了動(dòng)梁行走晃動(dòng)問題。

圖1

三、優(yōu)化效果

通過優(yōu)化后，消除了動(dòng)梁行走過程中的鋼卷晃動(dòng)問題，降低了在鋼卷舉升和放置的固定鞍座的晃動(dòng)現(xiàn)象，滿足了包裝線操作工正常生產(chǎn)操作的需要；同時(shí)，減輕了步進(jìn)梁連接銷軸和軸套的磨損，減少了步進(jìn)梁同步桿的斷裂問題的發(fā)生次數(shù)。在邯寶冷軋廠的鍍鋅線和連退線已得到了應(yīng)用，收到了很好的效益，可用于其他步進(jìn)梁鋼卷晃動(dòng)問題的控制。