穿孔機轉鼓定位改造

張　旭，鄧　亮（天津鋼管集團股份有限公司258廠，天津300301）

穿孔機轉鼓定位改造

張旭，鄧亮
（天津鋼管集團股份有限公司258廠，天津300301）

分析了天津鋼管集團股份有限公司258PQF機組穿孔主機上下轉鼓定位裝置存在的缺陷，通過將鎖緊缸改為鋼滑板定位，改進鋼滑板結構設計及鋼滑板的焊接固定方式，使轉鼓定位裝置運行更加穩定，降低了設備故障率，減少了轉鼓定位裝置的備件及維護成本。

轉鼓；鎖緊缸；定位裝置；滑板；焊接

1　引言

天津鋼管集團有限公司258PQF（以下簡稱258PQF）機組穿孔機在生產過程中，軋制出的毛管壁厚波動大，尤其是管頭及管尾，導致切頭尾長度加長，影響產品質量；其次，在日常生產時，側鎖緊缸經常發生泄露、缸體內碟簧損壞，缸桿斷裂，月均故障1 h以上，在側鎖緊缸出現故障時，由于無法立即處理，只能臨時短封，維持生產，再利用更換轉鼓時處理，在此期間設備隱患一直存在，轉鼓定位無法保證，毛管壁厚不均情況加?。辉诟鼡Q側鎖緊缸時，由于主機內冷卻水常有，缸座拆除費時費力，維修時間較長，影響作業率。

圖1　穿孔機原設計定位原理圖

2　現狀及存在問題

258PQF的穿孔機在原設計中，上、下穿孔輥的定位存在一定的缺陷，其中上穿孔輥，上轉鼓北側靠牌坊滑板定位，南側靠鎖緊缸定位，東西方向各1件（見圖1），垂直方向靠平衡缸和上壓下絲杠，平衡缸南北兩側各1件，東西方向基本位于轉鼓中間。而對于下穿孔輥，下轉鼓定位南側靠牌坊滑板，北側靠鎖緊缸，垂直方向靠平衡缸和下壓上絲杠，下轉鼓平衡缸只在穿孔機入口側以杠桿形式壓住下轉鼓[1]。上、下鎖緊缸杠桿直徑為Φ200mm，行程為20mm，在鎖緊缸縮回時，上轉鼓與牌坊間隙約為15mm，以保證轉鼓的安裝和拆卸，鎖緊缸伸出時，將轉鼓鎖緊。牌坊上鋼滑板的尺寸約為470mm寬，1 100 mm高的圓弧表面。

這樣的定位形式產生的結果就是，轉鼓在牌坊中兩側定位鎖緊面積不相同，相差較多。近似為滑板側為面接觸定位，鎖緊缸一側為點接觸定位。這樣在軋鋼過程中，尤其是咬鋼和拋鋼的時間點上，上、下穿孔輥的定位狀態會發生變化，從而影響了毛管的壁厚，特別是管頭和管尾壁厚。

另外，從設備的使用角度上來看，鎖緊缸為單作用缸，伸出靠油壓，縮回靠缸體內置疊簧組，在生產中和生產間歇中更換穿孔輥時若鎖緊缸伸出或者縮回沒有及時到位極易造成鎖緊缸損壞，再加上鎖緊缸工作環境比較惡劣，鎖緊缸損壞后更換只能在更換穿孔輥時徹底修復，平時一旦出現問題只能短封維持生產，而短封又會對轉鼓的定位產生負面的影響。前期雖然對鎖緊缸進行了小幅技術攻關，對鎖緊缸的結構進行了改造，但也只能是延長鎖緊缸的使用周期，沒辦法從根本上解決問題。

圖2　鋼滑板結構圖

3　原因分析

3.1原設計存在缺陷

258PQF機組穿孔機在原設計中,上轉鼓北側靠牌坊滑板定位，滑板尺寸600mm×100mm，南側靠鎖緊缸定位，鎖緊缸缸桿直徑僅100 mm，轉鼓兩側的定位面積相差較大，轉鼓四周定位無法保證，進而造成在軋制過程中轉鼓位置會發生變化，影響毛管壁厚。

3.2鎖緊缸故障點多

鎖緊缸為單作用缸[2]，行程為20 mm，伸出靠油壓，縮回靠內置疊簧，由于缸桿接觸面積小，缸桿易切斷，在更換轉鼓時若鎖緊缸伸出或者縮回不到位易造成鎖緊缸損壞，再加上工況比較惡劣，氧化鐵皮較多，鎖緊缸密封容易損壞，短封后轉鼓一側定位沒有。

4　改進措施

4.1改鎖緊缸為鋼滑板定位

將上、下轉鼓鎖緊缸去除，利用原鎖緊缸的安裝平面，增加鋼滑板，尺寸與原設計中對面鋼滑板一致，另外在上、下的轉鼓外側與鎖緊缸接觸的位置銅滑板的尺寸也作相應的改動。

4.2鋼滑板結構設計

由于加工面只有約300 mm寬、400 mm高，底板只能部分與牌坊加工面貼合，剩下有約300 mm寬、600高需要用加筋板與牌坊焊接加固。將增加的鋼滑板分為兩層（見圖2），底層同牌坊安裝并焊接牢固，并且要以鎖緊缸安裝面相貼合，上層為弧面鋼板，用來對轉鼓進行定位，兩層之間加墊片組，以便在安裝過程中和日后生產中進行調整。

4.3鋼滑板的焊接固定

底部滑板與牌坊焊接部分是施工的最難點，主要是焊接變形的控制和反變形措施，焊接是控制鋼滑板安裝質量的關鍵，制作一件模擬轉鼓，通過它來對所要求的尺寸進行檢測。將鋼滑板與牌坊加工面貼合，用千分桿檢查滑道之間間距，合格后先將鋼滑板與牌坊加工面處點焊住，接下來把鋼滑板與牌坊非加工面處用勁板（用t=30 mm以上厚鋼板做成）連接，合格后將勁板、鋼滑道與牌坊點焊住，將制作好的模擬轉鼓（見圖3）放入，用模擬轉鼓檢查轉鼓與滑板之間的間隙，用塞尺塞縫隙檢測，直到間隙控制在2mm以內時，用墊片將間隙塞實，進行焊接，焊接時焊條先預熱，焊后進行保溫冷卻。

圖3　模擬轉鼓

5　焊接方法及材料的選擇

結合現場的實際情況采用電弧焊焊接方式，牌坊為鑄鋼件，鋼滑板材質為45#鋼，焊條型號為E5016碳鋼焊條[3]。

焊接是保證鋼滑道安裝質量的關鍵工序，先點焊固定，將鋼滑道與牌坊點焊好，使焊點均勻分布。由于連接板厚度在20mm以上，焊接形式采用雙Y型坡口，可較好的控制角變形，正式焊接時采取對稱焊，先花焊再滿焊，先打底再蓋面，鋼滑道與牌坊接觸的焊縫對稱施焊，保證均勻受熱[4]。

6　改進后效果

改進后的轉鼓定位裝置運行更加穩定，由此引發的月均故障停機時間由原來的1 h降低為0。改進后的轉鼓定位維護成本顯著降低，每年節省維護及備件成本共計12萬元。

7　結束語

經過對穿孔主機轉鼓定位裝置設備的改進，實現了設備零故障，轉鼓定位設備的維護周期由原來的3個月延長到1年左右，設備的維修及備件成本顯著降低；其次，改造后，上、下轉鼓圓度均控制在3~4mm以內，轉鼓的定位更加穩定，穿孔機在軋制的過程中，毛管的壁厚控制較好，管頭及管尾的壁厚偏差較小，樣管的切頭尾率降低約0.1%。

[1]鄧昭明.機械設計基礎[M].北京：高等教育出版社，2003：351-355.

[2]邢鴻雁，張磊.實用液壓技術300題[M].北京：機械工業出版社，2009：103-152.

[3]成大先.機械設計手冊[M].北京：化學工業出版社，2002：40-72.

[4]秦大同，謝里陽.現代機械設計手冊第4卷[M].北京：化學工業出版社，2011：472-514.

M odification of Piercer Drum Positioning

ZHANG Xu and DENG Liang
(Plant258,Tianjin Pipe[Group]Corporation,Tianjin 300301,China)

The paper analyzes the defects existing at the upper and lower drum positioning device of 258 PQF piercer at Tianjin Pipe Corporation.By way of changing locking cylinder into sliding plate and improving the structure design and welding and fastening method of sliding plate,drum positioning device ran more stably with lowered equipment fault rate,reducing the spare part and maintenance cost of drum positioning device.

drum;locking cylinder;positioning device;sliding plate;welding

10.3969/j.issn.1006-110X.2016.01.011

2015-10-18

2015-11-06

張旭（1984—），男，本科，工程師，主要從事冶金設備的技術管理工作。