陳鑫

河鋼集團(tuán)宣鋼有限公司，中國(guó)·河北 張家口 075100

1 引言

本項(xiàng)目是針對(duì)宣鋼型材軋線機(jī)械設(shè)備逐步開(kāi)展的創(chuàng)新性技術(shù)改造。旨在改善原有設(shè)備不能適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)要求及原始設(shè)計(jì)欠缺導(dǎo)致制約生產(chǎn)的狀況。具體實(shí)施的措施有：

①改進(jìn)磁吊旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式；

②改進(jìn)熱坯除鱗方式；

③使用新型分體式輸送鏈臂。

上述技改措施實(shí)施后，使得生產(chǎn)線故障停機(jī)時(shí)間均有明顯下降，全年實(shí)現(xiàn)84.94余萬(wàn)元的經(jīng)濟(jì)效益。

2 工作內(nèi)容

2.1 改進(jìn)磁吊旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)形式

磁吊位于型材成品跨，其作用主要是承擔(dān)各類成品鋼材的下線及外發(fā)的吊裝任務(wù)。長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)使磁吊的故障率增高，故障主要集中在磁吊的旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置上。磁吊經(jīng)常發(fā)生故障不僅增加維檢人員的工作量和設(shè)備維護(hù)費(fèi)用，更重要的是影響了外發(fā)任務(wù)。

磁吊旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的故障頻發(fā)，故障的主要現(xiàn)象為磁吊旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)結(jié)構(gòu)中減速機(jī)和電機(jī)運(yùn)行一段時(shí)間后，減速機(jī)輸入軸及電機(jī)軸斷裂、電機(jī)地角螺栓崩折，造成磁吊停運(yùn)無(wú)法繼續(xù)工作，嚴(yán)重影響了成品材的外發(fā)工作。

磁吊旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置是由電機(jī)通過(guò)液力耦合器（液力耦合器是以液體為工作介質(zhì)的一種非剛性聯(lián)軸器，又稱液力聯(lián)軸器）帶動(dòng)減速機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)，減速機(jī)伸小齒輪驅(qū)動(dòng)懸臂橫梁上的大齒圈做圓周運(yùn)動(dòng)，從而控制磁塊旋轉(zhuǎn)方向和角度最終完成吊裝任務(wù)。

故障原因分析一：旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置中減速機(jī)齒輪在軸上的布置方式屬于懸臂支撐，由于旋轉(zhuǎn)齒圈工作時(shí)相對(duì)位置很不穩(wěn)定，造成輪齒沿齒寬方向載荷分布不均，對(duì)齒面接觸應(yīng)力和齒根彎曲應(yīng)力都有影響。而齒輪在軸上的布置方式對(duì)齒向載荷分布不均的影響可由圖1得到說(shuō)明，即軸地彎曲變形引起齒輪沿齒向的載荷集中現(xiàn)象，而在轉(zhuǎn)矩下齒輪發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形所造成的齒向載荷集中現(xiàn)象，綜合考慮以上兩種變形因素的影響，不難得出如下結(jié)論：當(dāng)齒輪位于遠(yuǎn)離轉(zhuǎn)矩輸入（輸出）端時(shí)，載荷分布不均現(xiàn)象趨于緩和；反之，載荷分布不均現(xiàn)象將會(huì)加重[1]。

故障原因分析二：由于減速機(jī)是懸臂布置，震動(dòng)幅度較大，緊靠端面螺絲固定，時(shí)間稍長(zhǎng)，或負(fù)荷較大時(shí)，地腳螺絲容易松動(dòng)或切斷，地腳螺栓松動(dòng)后，減速機(jī)軸伸驅(qū)動(dòng)小齒輪就會(huì)在大齒輪繞其旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)中，偏離原來(lái)的軸心線，形成大齒圈追趕小齒輪之勢(shì)，結(jié)果兩個(gè)齒輪不能完全嚙合，在此過(guò)程中小齒輪和大齒圈的齒面受力不均勻，造成齒輪局部磨損嚴(yán)重，因此穩(wěn)定減速機(jī)端面不動(dòng)搖從而驅(qū)動(dòng)小齒輪的垂直度尤為重要。

根據(jù)磁吊旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置的故障原因分析，提出以下解決辦法：

第一，當(dāng)齒輪位于靠近轉(zhuǎn)矩輸入（輸出）端時(shí)，載荷集中會(huì)導(dǎo)致減速機(jī)輸出軸伸主驅(qū)動(dòng)齒輪輪齒受力嚴(yán)重。實(shí)踐證明，將一對(duì)齒輪中的一個(gè)齒輪做成鼓形齒，有利于克服齒向載荷分布不均的現(xiàn)象，所以將小齒輪由原來(lái)的直齒改為鼓形齒，來(lái)緩和齒輪的局部受力現(xiàn)象。

第二，由于電機(jī)和減速機(jī)分別固定在懸臂橫梁的上下兩個(gè)平面上，無(wú)法保證電機(jī)軸和減速機(jī)輸入軸一直同心運(yùn)轉(zhuǎn)，因此必須把固定面統(tǒng)一到一個(gè)框架上，使其保證電機(jī)和減速機(jī)的同步同軸運(yùn)轉(zhuǎn)，試驗(yàn)中利用一個(gè)新固定架把電機(jī)的端面法蘭盤(pán)和減速機(jī)中部的節(jié)臺(tái)連接，再用螺栓在接觸面連接固定，從而實(shí)現(xiàn)電機(jī)和減速機(jī)固定在一起以達(dá)到隨動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)的目的。

第三，為了使減速機(jī)輸出軸伸驅(qū)動(dòng)小齒輪能穩(wěn)固定位，在減速機(jī)與懸臂橫梁接觸端面上安裝了4個(gè)錐形定位銷。防止螺栓松動(dòng)和驅(qū)動(dòng)小齒輪的徑向偏離[2]。

通過(guò)以上方案改造后旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

圖1 旋轉(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)圖

2.2 改進(jìn)熱坯除鱗方式

型材產(chǎn)品外觀質(zhì)量是制約產(chǎn)品總體效益提高的一個(gè)重要方面。表面質(zhì)量不合格主要表現(xiàn)在產(chǎn)品表面夾渣或結(jié)疤，通過(guò)觀察分析，造成上述問(wèn)題的原因是除磷效果不好，氧化渣隨熱坯進(jìn)入軋機(jī)，致使產(chǎn)品表面夾渣或結(jié)疤。

型材原有除鱗方式為高壓水除鱗，在紅鋼坯經(jīng)過(guò)高壓水除鱗環(huán)時(shí)，高壓水噴射到紅鋼坯四個(gè)表面將氧化皮去除。在實(shí)際運(yùn)行中，由于型材所軋鋼坯表面積較大，高壓水只能除掉部分氧化皮，還會(huì)有部分未脫落的氧化皮隨鋼坯進(jìn)入到軋機(jī)中。因此，只靠單一的高壓水除鱗方式工作，效果不甚理想[3]。

針對(duì)上述情況，在除鱗箱出口頂板上加裝懸掛了三排26根Ф10錨鏈，還在1架軋機(jī)入口處接引了一趟高壓空氣除鱗風(fēng)管。當(dāng)紅鋼坯經(jīng)高壓水流體噴射除鱗后，在途經(jīng)除磷箱出口時(shí)靠懸掛錨鏈自身的機(jī)械重力摩擦打碎、刮掉部分沒(méi)有除盡的氧化皮，最后紅鋼進(jìn)入1架軋機(jī)入口前，用高壓空氣流體噴射二次吹掃除鱗、將剩余附著的氧化皮徹底吹除。保證了進(jìn)入軋機(jī)的紅鋼表面不帶有任何雜物。從而杜絕了因除鱗效果不好氧化皮隨紅鋼進(jìn)入軋機(jī)致使產(chǎn)品表面夾渣或結(jié)疤的現(xiàn)象。

2.3 使用新型分體式輸送鏈臂

檢驗(yàn)臺(tái)架是型材線精整區(qū)域的主要設(shè)備，承擔(dān)著檢驗(yàn)和輸送鋼材的作用。但該設(shè)備日常故障率較高，分析原因?yàn)殒湵凵蠈?dǎo)板磨損后，導(dǎo)板原有高度下降，致使鏈條高度隨之下降并開(kāi)始剮蹭鏈臂底板，造成鏈條崩斷、鏈輪打齒等設(shè)備事故。

為了延長(zhǎng)滑道及平移鏈臂的使用壽命以及達(dá)到易于維護(hù)檢修，重新設(shè)計(jì)了一種防脫鏈分體式輸送鏈臂如下。通過(guò)在防脫槽內(nèi)安裝自潤(rùn)滑滑道，自潤(rùn)滑滑道上均勻布置添加有固體潤(rùn)滑劑的潤(rùn)滑劑添加孔，固體潤(rùn)滑劑在鏈條的帶動(dòng)下在自潤(rùn)滑滑道上形成一層潤(rùn)滑薄膜以達(dá)到自潤(rùn)滑目的；上底板和下底板借助于連接螺栓固定，為分體式結(jié)構(gòu)，當(dāng)防脫槽或者自潤(rùn)滑板磨損后，直接更換上底板以上部分即可，無(wú)需整體更換鏈臂本體，而且將下底板與鏈臂本體焊接，能夠提高鏈臂本體的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。在不影響產(chǎn)品功能性的前提下，延長(zhǎng)使用周期，降低備件成本，具有重復(fù)利用率高、易于維護(hù)、不污染軋件等優(yōu)點(diǎn)，如圖2所示。

圖2 防脫鏈分體式輸送鏈臂

3 結(jié)語(yǔ)

此項(xiàng)創(chuàng)新性技術(shù)改造，改善原有設(shè)備不能適應(yīng)當(dāng)前生產(chǎn)要求及原始設(shè)計(jì)欠缺導(dǎo)致制約生產(chǎn)的狀況，有較好效益體現(xiàn)。