修磨機臺車上下料免對中機構

曹曉東，溫黎明，張勇

（山西太鋼不銹鋼股份有限公司煉鋼二廠，太原 030003）

1 引言

修磨機是對連鑄坯表面進行修磨的設備，主要由主機、臺車、上下料區、翻鋼機等組成，為了物流順暢、提高生產率，煉鋼二廠的修磨機成對布置，組成修磨機組。在兩臺修磨機中間安裝翻鋼機，用于翻轉連鑄坯，該區域的移送車帶著介質拖鏈一起運行，兩臺修磨機各修磨一個表面。連鑄坯的流轉情況如下：移送車在上料區載著連鑄坯進入臺車，空移送車退出臺車，臺車載著連鑄坯沿臺車導軌往復運行，磨頭對連鑄坯表面進行修磨，修磨完成后臺車開至翻鋼區，該區的移送車將連鑄坯從臺車上移到翻鋼機的入口臂，經翻鋼機翻轉后，移送車再將連鑄坯從翻鋼機出口臂送到另一個臺車上，對另一個面進行修磨，修磨完成后由下料區的移送車下料，連鑄坯的修磨程序結束。

在這一系列過程中，臺車上下料是由移送車完成的，為了確保移送車能夠進出臺車，在臺車內部也設有移送車導軌，當兩處移送車導軌對齊時臺車停下，即可實現移送車進出臺車，進行上下料操作。臺車的停車位置是由光電檢測、電氣控制的，由于臺車車輪的不均勻磨損，會使臺車的停車位置產生一定的溜車量，實際停車位置往往是隨機的，給移送車進出臺車造成一定的困難。

2 原來的操作方法及存在的問題

2.1 臺車對中裝置

移送車在臺車內外的行走導軌均為凸形，其上表面的標高一致，臺車實際停車位置與正確位置的偏差量是決定能否順利上下料的關鍵。由于臺車車輪的不均勻磨損，會造成臺車溜車，隨著磨損量的加劇，溜車量也逐漸加大。在臺車車輪壽命周期內，最大溜車量可達60mm。

針對臺車溜車，增設了用于控制實際停車位置的專用對中裝置：裝有定位油缸的支架安裝在移送車固定框架上，在臺車的對應位置焊接一個V 型定位塊，油缸缸桿作為定位桿，其頭部形狀也呈V 型，與定位塊相匹配，在一定范圍內有自動復位功能。定位塊外口部寬度值即為可控制的臺車溜車量，隨著定位塊寬度尺寸加大，其厚度值也相應加大，受臺車與移送車固定框架之間的空間所限，定位塊外口寬度設計為90mm，即：可控制的臺車溜車范圍為45mm。

2.2 上下料操作步驟

上料過程為：臺車開至上料位置→操作對中裝置進行對中→載著連鑄坯的移送車進入臺車→移送車頂部下降，將連鑄坯落放在臺車上→空載移送車開出臺車。

下料過程為：臺車開至下料位置→操作對中裝置進行對中→空載移送車進入臺車→移送車頂部上升，頂起臺車上的連鑄坯→載著連鑄坯的移送車開出臺車。

圖1 顯示了原來臺車上下料的情況。

圖1 原來臺車上下料情況

2.3 存在的問題

（1）上下料所需時間長。臺車上下料均需對中步驟，每塊連鑄坯的每一次上料或下料平均需要時間112s。

（2）對中裝置復雜。該裝置包括機械、液壓、電氣部分，由設定的程序進行控制，聯鎖很多，該系統中的任何異常都能導致故障發生，常出現對中缸不動作或動作不到位而引起缸桿頭部位置異常現象，影響臺車上下料。

（3）電信號易受磨屑的影響。

修磨現場的磨屑非常多，受其影響，會出現錯誤的電信號，如：對中缸的杠桿還處在伸出狀態時，臺車就開動，造成別彎杠桿、損壞對中缸及安裝支架等設備故障，需要進行停產檢修。

（4）臺車不能正確對中時，上下料將發生事故。

圖2 臺車定位產生偏差

當臺車溜車距離超過45mm 時，對中裝置的定位桿會頂住定位塊的邊緣，使臺車在不正確的位置定位，如圖2 所示。對于這種狀況，系統不會報警，操作人員又看不到，這種情況下移送車進出臺車極易發生掉道事故，若掉道發生在翻鋼區，往往還會砸壞移送車拖鏈，造成更大的損失。

3 改進后的上下料情況

3.1 移送車車輪工作面的改變

在上下料過程中，原來移送車車輪的工作面始終是踏面，這就必須確保臺車停車位置準確，以保證凸導軌對齊，而輪緣只起導向作用；將臺車內部的導軌高度降低，設計成平面型，使其與移送車車輪輪緣最低位處于同一標高，見圖3中所示標高“h”。移送車進入臺車后，車輪輪緣直接與平面導軌上表面接觸，使輪緣作為工作面。由于輪緣直徑大于踏面直徑，只要車輪輪緣能處于平面導軌的寬度范圍內，就能確保移送車平穩地進出臺車，這樣就允許臺車有一定的溜車量。

圖3 改進前后兩種導軌的比較

改進前后的對比如圖3 所示：（1）顯示了原來臺車內凸導軌的情形。臺車內外的移送車導軌對中后允許偏差范圍是±X1，該值是由移送車導軌端面的倒角值決定的，X1最大取10mm；（2）顯示了改進后臺車內平面導軌的情形。A 與B、C 與D 分別是移送車兩個位置的車輪輪緣外側，A 與B 是移送車相對臺車允許的左極限位置，C 與D是右極限位置，圖中顯示的允許偏差范圍是±X2，該值是由平面導軌的寬度決定的，X2最大值取80mm，即只要移送車車輪輪緣能夠位于該范圍內，移送車就能順利地進行上下料。

3.2 設備改造內容

（1）臺車內部的移送車導軌。將原來的凸導軌改為平面導軌，通過設計厚度尺寸，保證上表面的標高為“h”；為了不影響車輪輪緣在導軌上運行，平面導軌的安裝螺栓只使用靠近內側的一組；為了耐用，選用45 鋼進行整體調質處理，達到180～220HB。

（2）移送車車輪。為了避免車輪運行中不同工作面轉換時產生跳動，要求車輪輪緣與踏面同心度為0.05mm；整體調質以保證輪緣與踏面這兩個工作面的耐磨性，達到240～280HB，該硬度值高于導軌的原因是車輪成本高、更換難度大，確保車輪比導軌更耐磨。

3.3 改進后的操作方法

臺車在電氣控制下停穩后，直接操作移送車進行上下料，步驟如下。

（1）上料過程：臺車開至上料位置→載著連鑄坯的移送車進入臺車→移送車頂部下降，使連鑄坯落在臺車上→空載移送車開出臺車。

（2）下料過程：臺車開至下料位置→空載移送車進入臺車→移送車頂部上升，頂起臺車上的連鑄坯→載著連鑄坯的移送車開出臺車。

圖4 顯示了移送車在不同運行區域的不同工作面。

圖4 移送車不同運行區域的工作面

4 改進前后的情況對比

見表1。

表1 改進前后情況對比表

5 改進后的效果

共改造了4 臺修磨機，每年有效工作天數按330 天計算。

（1）增加了有效生產時間

減少了輔助時間：平均每次上料、下料所需時間均減少11s，每修磨1 塊連鑄坯需要上料、下料各2 次，平均每臺修磨機每班修磨21 塊連鑄坯，實行兩班工作制，每年減少輔助時間=11×（2+2）×21×2×4×330/60/60=677.6h；

減少了設備檢修時間：原來平均每5 天發生一次較嚴重的移送車掉道事故，平均每次處理事故需要2h，改進后1 年內發生過2 次操作失誤引發的掉道事故，檢修時間累計8.5h，每年減少的設備檢修時間=2×330/5-8.5=123.5h；

以上2 項合計：每年可以增加有效生產時間=677.6+123.5=801.1h。

（2）減少了備件消耗：原來平均每月由于移送車掉道而損壞一條拖鏈，需要進行更換，改進后沒有再損壞過拖鏈，每年可以節約12 條拖鏈。

6 結論

設備改進后減少了操作步驟，但是操作工必須嚴格執行操作規程，避免誤操作損壞設備；設備維護人員要每周實測臺車溜車量，當接近60mm 時要更換磨損嚴重的臺車車輪；點檢員要加強對移送車車輪、臺車內部的移送車平面導軌等關鍵部位的點檢，詳細記錄檢修、更換情況，確定合理的備件庫存量；技術員要根據實際使用效果，調整改進移送車車輪和平面導軌的材質、熱處理工藝等，進一步改善綜合性能，延長相關備件的使用壽命。

［1］機械設計手冊編委會.機械設計手冊（第1 卷）［M］.北京：機械工業出版社，2004.