一種新型刷洗裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)淺析

滕英才

(中冶南方工程技術(shù)有限公司 湖北武漢430223)

1 前言

帶鋼處理線中的清洗段設(shè)備一般都會(huì)設(shè)置刷洗裝置，主要用來(lái)去除帶鋼表面的氧化皮和酸洗以及堿洗作業(yè)線中殘留的大量微小異物，提高帶鋼表面質(zhì)量［1，2］。在酸洗機(jī)組中，當(dāng)酸洗作業(yè)條件不正確時(shí)，會(huì)發(fā)生酸洗不足或過酸洗的現(xiàn)象，此時(shí)可以借助刷洗裝置來(lái)避免酸洗不足或者過酸洗問題，便于后序工藝的開展。此外，在酸洗段之前設(shè)置預(yù)刷洗裝置，也可以有效地去除帶鋼表面氧化鐵皮，減少酸液的消耗量，節(jié)約生產(chǎn)成本［3，4］。

軸向可移動(dòng)的研磨刷洗裝置采用對(duì)刷式結(jié)構(gòu)型式，由于帶鋼的過鋼線位置很難保證，刷洗裝置的入口和出口分別設(shè)置有入口擠干輥和出口擠干輥，入出口擠干輥的作用除了用來(lái)密封刷洗用的噴射水外還用來(lái)保證過鋼線的位置固定［5］。

2 新型刷洗裝置結(jié)構(gòu)

新型研磨刷洗裝置由帶有內(nèi)噴功能的上、下刷輥及其傳動(dòng)裝置等組成。為了減少刷輥的磨損，避免刷輥磨損不均，該刷洗裝置設(shè)有擺動(dòng)機(jī)構(gòu)來(lái)確保良好的刷洗效果。同時(shí)該裝置還配備帶鋼邊部檢測(cè)裝置，通過邊部檢測(cè)裝置獲取帶鋼邊部的準(zhǔn)確位置，進(jìn)而確定刷洗裝置沿刷輥軸向擺動(dòng)位移量，確保帶鋼全方位刷洗效果。下面將對(duì)該刷洗裝置的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及功能做詳細(xì)的介紹。

2.1 內(nèi)噴式刷輥結(jié)構(gòu)

研磨刷洗裝置的刷毛主要是由特殊高研硝用的、熱硬化性高的材料構(gòu)成。刷洗過程中會(huì)產(chǎn)生大量的摩擦熱，刷毛會(huì)硬化，容易破碎，內(nèi)噴式刷輥結(jié)構(gòu)具有冷卻刷毛的功能，防止刷毛熱硬化甚至破碎。刷輥結(jié)構(gòu)如圖1 所示，在刷輥輥芯上均布有5 ～6 個(gè)凹槽，每個(gè)凹槽上分布適當(dāng)?shù)某鏊?，出水孔與刷輥的內(nèi)噴管道(中心孔)相通，在出水孔的表面布置有長(zhǎng)條形不銹鋼片，該鋼片上設(shè)置有兩排直徑為1mm 左右的針孔。在刷毛安裝好之后，將鋼片安裝在凹槽中，正常刷洗時(shí)，內(nèi)噴水經(jīng)過內(nèi)噴管道從出水孔噴出，最終經(jīng)過鋼片上的針孔形成特殊噴嘴，對(duì)刷毛進(jìn)行冷卻。

帶針孔的長(zhǎng)條形不銹鋼片可以防止雜物堵塞出水孔，為了確保內(nèi)噴水順暢地噴出，只需定期清理鋼片上的針孔即可，省時(shí)省力，維護(hù)簡(jiǎn)單。

圖1 內(nèi)噴式刷輥結(jié)構(gòu)

2.2 可自動(dòng)調(diào)整噴嘴角度的外噴裝置

刷洗裝置外噴用于沖洗帶鋼上下表面的氧化皮，同時(shí)也具有冷卻刷毛的作用。正常生產(chǎn)情況下，噴嘴在刷輥與帶鋼接觸線前指定區(qū)域進(jìn)行噴射。即使生產(chǎn)中刷輥產(chǎn)生振動(dòng)、壓下或壓上導(dǎo)致過鋼線發(fā)生變化，該裝置的噴嘴噴射角度可以及時(shí)地進(jìn)行自動(dòng)調(diào)節(jié)，確保噴嘴的噴射角度始終保持最佳噴射角度，有效地防止了刷毛異常磨損情況的發(fā)生，從而延長(zhǎng)刷輥的使用壽命，降低生產(chǎn)成本。

如圖2 所示，噴嘴角度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置安裝在刷洗裝置的傳動(dòng)側(cè)，主要由旋轉(zhuǎn)體、上調(diào)節(jié)桿、連桿、下調(diào)節(jié)桿、平衡彈簧以及彈簧支架等組成。噴嘴角度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置的旋轉(zhuǎn)體中心始終位于刷洗裝置上刷輥和下刷輥的中心線上。噴嘴的最佳噴射方向即指向刷輥與鋼板相切線前面的特定區(qū)域。

2.3 擺動(dòng)機(jī)構(gòu)

圖2 噴嘴角度自動(dòng)調(diào)節(jié)裝置

正常生產(chǎn)情況下，刷洗裝置的刷輥和帶鋼接觸部分與帶鋼不接觸部分的磨損程度是不同的，由于接觸部分的磨損大，所以在帶鋼寬度發(fā)生變化時(shí)，帶鋼不能得到良好的刷洗效果。為了克服這個(gè)現(xiàn)象，將刷洗裝置設(shè)計(jì)成可以軸向移動(dòng)的結(jié)構(gòu)，此方法可以使刷輥均勻地磨損，同時(shí)也減少了刷輥的磨損量。

往復(fù)移動(dòng)裝置的工作原理是根據(jù)帶鋼的位置，刷洗裝置整體向操作側(cè)或傳動(dòng)側(cè)移動(dòng)，對(duì)于不同寬度的帶鋼，刷輥都可以使帶鋼表面刷洗均勻。

如圖3 所示，該裝置位于刷洗機(jī)傳動(dòng)側(cè)，傳動(dòng)電機(jī)底座靠近外側(cè)底部。主要由伺服電機(jī)、螺旋傳動(dòng)裝置、直線導(dǎo)軌等組成。其中刷輥傳動(dòng)電機(jī)底座與刷洗裝置機(jī)架驅(qū)動(dòng)側(cè)底部由連桿相連接。其中螺旋傳動(dòng)裝置安裝在傳動(dòng)電機(jī)底座靠近外側(cè)底部，隨著伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)，螺旋傳動(dòng)裝置可帶動(dòng)傳動(dòng)電機(jī)底座和刷洗裝置機(jī)架沿底部直線導(dǎo)軌一起做往復(fù)移動(dòng)。伺服電機(jī)的應(yīng)用使得刷洗裝置往復(fù)擺動(dòng)的位置點(diǎn)更加精準(zhǔn)可靠。

移動(dòng)的范圍:向操作側(cè)或傳動(dòng)側(cè)各225mm。

移動(dòng)速度:正常生產(chǎn)時(shí)刷洗裝置軸向往復(fù)移動(dòng)的速度約1mm/s。

過焊縫時(shí):當(dāng)在焊縫檢測(cè)裝置處得到有焊縫通過的信號(hào)時(shí)，刷輥迅速打開，然后以10mm/s 的速度迅速回到中心位置。

刷洗異常情況或正常停止刷洗:刷洗機(jī)以50mm/s 的速度迅速回到中間位置。

圖3 擺動(dòng)機(jī)構(gòu)

2.4 帶鋼邊部檢測(cè)裝置

帶鋼邊部檢測(cè)裝置用于檢測(cè)帶鋼的邊部，檢測(cè)到的信號(hào)反饋給刷洗裝置，以此控制刷洗裝置往復(fù)移動(dòng)的位移量。假設(shè)，當(dāng)刷洗裝置傳動(dòng)側(cè)探測(cè)到帶鋼邊部時(shí)，這時(shí)刷洗裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)根據(jù)反饋信號(hào)，改變運(yùn)動(dòng)方向，驅(qū)動(dòng)刷洗裝置整體向傳動(dòng)側(cè)移動(dòng);當(dāng)操作側(cè)邊部探測(cè)裝置探測(cè)到帶鋼邊部時(shí)，刷洗裝置擺動(dòng)機(jī)構(gòu)會(huì)根據(jù)反饋信號(hào)，改變運(yùn)動(dòng)方向，驅(qū)動(dòng)刷洗裝置整體向操作側(cè)移動(dòng)，始終使帶鋼保持在刷輥刷洗范圍內(nèi)，使刷輥均勻的磨損，提高刷洗效果。

生產(chǎn)中若發(fā)生異常情況，如帶鋼碰到保護(hù)輥時(shí)，刷輥會(huì)迅速停止刷洗，刷洗裝置迅速回到中心位置，保護(hù)邊部檢測(cè)裝置不受損害。正常生產(chǎn)時(shí)，從噴嘴噴出的水柱會(huì)一直噴射到檢測(cè)裝置上端的圓形滑桿，滑桿的位置被開關(guān)檢測(cè)到，此狀態(tài)表示系統(tǒng)未檢測(cè)到帶鋼邊部位置;當(dāng)帶鋼擋住水柱時(shí)，這時(shí)開關(guān)檢測(cè)不到滑桿，此狀態(tài)表示系統(tǒng)已檢測(cè)到帶鋼位置，系統(tǒng)將信號(hào)反饋給刷洗裝置的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)，刷洗裝置在擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的驅(qū)動(dòng)下向相反方向移動(dòng)，刷洗裝置移動(dòng)原理如圖4 所示。

2.5 移動(dòng)式密封簾

刷洗裝置入出口分別布置一套擠干輥裝置，用來(lái)保證過鋼線的位置，同時(shí)用來(lái)防止刷洗水外流。生產(chǎn)中擠干輥裝置是不隨刷洗機(jī)移動(dòng)的，這樣勢(shì)必造成在刷洗機(jī)入口和出口有一段窗口是密封不住的。而可移動(dòng)式密封簾卻解決了這個(gè)問題，該密封簾是由0.15mm 厚，500mm 寬的鋼帶制成，密封簾一端與移動(dòng)的刷洗機(jī)槽體連接，另一端固定在擠干輥裝置上的卷軸上，并纏繞卷軸數(shù)圈，入出口的傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)各設(shè)置一對(duì)。當(dāng)刷洗裝置正常工作往復(fù)移動(dòng)時(shí)，密封簾會(huì)隨著刷洗裝置變化伸縮長(zhǎng)度，從而起到密封刷洗水的作用。

圖4 帶鋼邊部檢測(cè)裝置

3 結(jié)論

該軸向可移動(dòng)的研磨刷洗裝置采用對(duì)刷式結(jié)構(gòu)，在刷輥的布置上與傳統(tǒng)的刷輥—支承輥形式的刷洗裝置比較，具有很大的優(yōu)勢(shì):首先，對(duì)刷式結(jié)構(gòu)省去支承輥，帶來(lái)了更加優(yōu)化的結(jié)構(gòu);其次，對(duì)刷式結(jié)構(gòu)能節(jié)省制造支撐輥的費(fèi)用;最后，由于刷輥—支撐輥結(jié)構(gòu)在壓下作業(yè)時(shí)，產(chǎn)生的振動(dòng)大，更容易產(chǎn)生噪音。而對(duì)刷式刷洗裝置可以克服這些問題?？梢娸S向可移動(dòng)的研磨刷洗裝置的開發(fā)在刷洗效率以及投資成本方面都比傳統(tǒng)的刷洗裝置更具有優(yōu)勢(shì)，且打破了關(guān)鍵技術(shù)和設(shè)備均由國(guó)外壟斷的現(xiàn)狀。因此，對(duì)刷式刷輥結(jié)構(gòu)刷洗裝置具有極其廣闊的推廣空間和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

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