型鋼可逆軋機前后推床改造

徐言東 韓 爽 吳玉霞 何豐玉

（1：北京科技大學 北京 100083；2：中冶集團銅鋅有限公司 北京 100029；3：天津吉本機電科技有限公司 天津 300384）

1 前言

1.1 工藝要求

推床屬于型鋼可逆軋機的輔助設備，當長矩形鋼坯進行往復軋制時，調整軋件位置，根據工藝要求，對軋件進行90°翻轉。要求前后推床動作靈活、同步、可靠，同時對操作者的操作水平要求較高，直接影響到產品的成材率。

1.2 存在問題

型鋼可逆軋機前后的推床作為軋機配套的機械手，對軋件的產量和質量起著重要作用，其驅動部件最初采用機械傳動，由于推床受到的沖擊很大，操作者的微小失誤及工作環境惡劣，部件容易損壞，在生產中的故障率較高，處理時間較長，嚴重影響生產，經過對其進行改進，采用液壓傳動，簡化結構，降低了事故率，提高了成材率。

2 典型推床結構特點

2.1 機械傳動式推床

1）2005年撫順罕王集團沈陽東洋制鋼特殊鋼公司軸承鋼棒材項目，把閑置8年的美國布棋、橫列式舊設備改造成（?720二輥可逆軋機＋2架?550軋機＋4架?430平立軋機＋4架?320平立軋機）半連軋生產線；?720二輥可逆軋機前后配套的推床分別由4臺直流電動機驅動機械式，其結構形式如圖1、圖2、圖3所示。

（1）傳動裝置：4臺直流電動機分成各2臺分別串聯、并聯布置，電動機驅動齒輪箱中的齒輪、齒條；存在問題是電動機老化，需要大修，主令控制器因運輸損壞，需更換新的。

（2）執行裝置：齒條推桿與推頭相聯接，前后各兩組推頭分別同步移動，夾持或放開軋件；存在問題是齒條推桿有嚴重變形，需要校直；齒條、齒輪磨損嚴重，需要對齒輪箱進行大修。

（3）導向裝置：導向座單獨安裝在基礎上面，可以抵抗軋件的沖擊；存在問題是導輪軸承銹蝕，不能轉動，需要更換軸承。

（4）翻轉裝置：機前推床原裝成對推頭上各帶有2組氣缸驅動的撥叉，通過兩側的撥叉同時動作，可以實現翻轉軋件的動作；存在問題是由于運輸原因，氣缸、撥叉損壞、丟失，無法恢復，參照鞍鋼粗軋廠的在單側推頭上安裝雙氣缸驅動安裝在傳動軸上的4個翻鋼鉤爪翻轉軋件的方案，設計了一組在內側推頭安裝2個氣缸、1組傳動軸，氣缸驅動傳動軸旋轉，同時驅動安裝在傳動軸上的4個翻鋼鉤爪旋轉，可以實現軋件90°翻轉。

圖1 機械傳動式推床俯視圖

圖2 機械傳動式推床剖視圖

圖3 翻轉裝置俯視圖

2）根據上述方案對機前、機后推床進行修復、制作、安裝就位后，熱試車時一次成功，滿足了生產要求。經過了三年的生產，存在下列問題。

（1）齒輪箱的結合部位的螺栓因受力過大而被拉伸、剪斷，使得齒輪與齒條相脫離，造成設備事故，復位困難，處理時間長。

（2）控制電動機的主令控制器和行程開關在使用過程中，有因其失靈而造成事故的情況，后來更換為編碼器控制。

（3）由于軋鋼過程中經常是在前后推床同時夾鋼的狀態下軋制，對推頭所施加的沿軋制線方向的推、拉力很大，而且是交變施加的，除了由導向裝置承受外，其余載荷均由齒輪箱承受，長期以來，會影響到齒輪箱的壽命。

（4）齒條推桿與推頭的鉸接部件強度薄弱，發生了多次損壞，后來經過加固、改進，滿足了使用要求。

美國式推床的設計水平還是較高的，只是因為時間久遠和遠途運輸對設備本身有無法修復的損壞，但是其驅動部件采用機械傳動，在生產中的故障率還是較高，嚴重影響到了生產。在國內其它同類車間和中板車間的蘇聯式推床的使用中，這種情況也有出現，事故率甚至會更高。這種傳動方式存在著缺陷，需要進一步探索新的傳動方式。

2.2 液壓傳動式推床

2012年天津吉本機電科技有限公司承擔某公司液壓傳動推床的設備設計任務，結合國內外的型鋼、中板車間的機械、液壓傳動推床，在下列幾方面進行了優化設計，其結構形式如圖4、5、6所示。

1）從傳動裝置位于軋機傳動側的單側布置變為雙側布置，由4條液壓缸單獨驅動雙推桿、推頭。液壓缸采用與推桿重合式安裝方式，可以減少推床的占地面積。

2）液壓缸的行程為全行程，不會出現行程開關反應失靈，造成齒條脫落的設備事故。

3）采用液壓系統后，推頭運行會十分平穩，減少了沖擊對設備的影響，提高了動作可靠性。

4）由于液壓系統有抗沖擊、保壓特性，在出現前后推床同時夾鋼的狀態下軋制的惡劣工況時，設備不會因過載而損壞。

5）由于設備載荷來源于推頭、推桿，推桿把載荷傳遞到液壓缸叉頭的球鉸軸承上，再由液壓缸和底座來承受。液壓缸的底座的剛度很重要，因此將液壓缸安裝在機架外面，設置單獨牢固底座和基礎，這樣對安裝、調整和維修來說十分方便。

6）把2個推桿的后部合并成箱型整體，以提高剛度，在車廂下面配置4組有軌導向輪，在單獨設置的導軌上面運動，同時在2個推桿的前部各設置1組導向輪，其輪型與推桿的下部相吻合，起導向和抗沖擊作用。

7）根據工藝要求確定翻轉裝置位置，在其中一組的一側推頭上安裝2個氣缸、1組傳動軸，氣缸驅動傳動軸旋轉，同時驅動安裝在傳動軸上的4個翻鋼鉤爪旋轉，可以實現軋件90°翻轉。

圖4 液壓傳動式推床俯視圖

圖5 液壓傳動式推床剖視圖

圖6 翻轉裝置俯視圖

8）在機前、機后輥道的相應位置上，各設置2組導向裝置，使4個推頭下部的導向輪在其導軌上面運動，承擔導向和抗沖擊作用。

9）推桿的強度直接影響推床的使用效果和壽命，結合以前的推桿形狀，將其設計為矩形斷面，盡可能增加其高度，可以增加抗彎性能，通過增加鋼板厚度和提高焊接質量，來加強推桿強度。

10）推頭與推桿之間的連結依然采用鉸接，只是加大加粗了鉸接軸，增加了注油孔，方便鉸接軸的更換。

本設計圖紙投入制造和安裝、試生產以來，滿足生產要求，以前機械傳動式推床遇到的問題，現在基本解決，動作平穩，故障率低，處理事故時間短，維修量較少，但是局部結構剛度方面還有問題需要進一步改進。

3 結論

先進的軋鋼車間，除了需配置高規格軋機外，與之相配套的輔助設備的性能和水平也必須符合工藝和設備要求。近年來越來越多的配置液壓系統的設備被我們所接受，主要原因是大家接受了液壓系統的先進性和國產液壓部件的可靠性，通過這次回顧型鋼可逆軋機的前后推床的設計改進過程，提高了對此推床的理論認知水平。

［1］胡堅.軋機前后導尺結構改進［A］.冶金設備，2009（1）：62～65.

［2］程知松等.一種小型精整設備在大棒材生產線上的應用［A］.冶金設備，2007（3）：52～54.

［3］倪忠仁等.實用機械設計手冊（第二版）.北京：機械工業出版社，1988.

［4］鄒家祥.軋鋼機械.北京：冶金工業出版社，19 88.