■萊鋼集團設備檢修中心 呂云平

板帶助卷器結構改進設計

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萊鋼集團冷軋生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來，助卷器在調(diào)試后很長一段時間內(nèi)，運行狀態(tài)極其不穩(wěn)定，助卷器傳送帶經(jīng)常跑偏，傳送帶調(diào)節(jié)困難，最大的缺點是由于機架為整體結構，更換傳送帶時間過長，需要4人8h完成，嚴重影響冷軋線連續(xù)生產(chǎn)?；谥砥鹘Y構缺陷，技術人員決定對其進行改進設計，以提高設備性能，保障正常連續(xù)生產(chǎn)。

1. 卷取機結構與原理

卷取機是帶材生產(chǎn)線實現(xiàn)帶卷卷曲、開卷的主要設備，由行走車體、助卷頭、軌座等組成，其中助卷頭由上下擺臂和導板構成。

工作原理：在工作過程中，助卷頭的上下擺臂和導板打開，橫移液壓缸推動橫移車體至助卷位，上下擺臂抱緊卷筒，張緊液壓缸作用張緊傳送帶，帶頭通過傳送帶作用卷曲到卷筒上，卷取機旋轉，帶頭纏繞在卷筒上，助卷成功后，上下擺臂打開，張緊液壓缸松開傳送帶，行走車體后退，助卷結束。

2. 原因分析

技術人員針對冷軋助卷器結構進行剖析，并與帶材生產(chǎn)線其他卷取助卷器做對比分析，總結出冷軋卷取機助卷器存在的以下幾方面的主要問題。

（1）上下擺臂軸受力不合理上下擺臂軸經(jīng)由螺栓固定在助卷器主框架上，液壓缸作用于上下擺臂的中間橫梁上，當助卷器處于抱緊狀態(tài)時，上下擺臂前端與卷筒接觸，液壓缸伸出的活塞桿與擺臂軸接觸，此時液壓缸作用于擺臂軸的力臂只有30mm左右，即相當于液壓缸的推力直接作用于擺臂軸，擺臂軸很容易被拉彎變形，液壓缸頭鉸接軸位置易發(fā)生變形撕裂，固定擺臂軸的螺栓也容易被拉彎甚至被拉斷。

（2）拆裝傳送帶困難 從助卷器結構可以看出，助卷器主機架設計為整體結構，更換傳送帶時，需拆掉上下擺臂及與之連接的液壓缸、張緊輥，才能把傳送帶移出。由于上下擺臂容易撕裂變形，維修人員把擺臂軸橫梁部位的螺栓連接直接改為焊接，橫梁上再焊接加強筋。每次更換傳送帶需4名維修人員，一人指揮橋式起重機，兩人拆除與其相關的輥子，一名焊接人員割除并焊接相關的部位，要準備扳手、鋼絲繩、氣割和焊接工具各一套，每次更換完傳送帶后還要試車調(diào)節(jié)傳送帶定心。因此每更換一次傳送帶需要四名維修人員一天甚至更長時間，維修難度和工作量都比較大。

（3）傳送帶調(diào)整困難 助卷器傳送帶調(diào)節(jié)依靠上下擺臂軸輥子的四個偏心軸調(diào)節(jié)，因輥子的偏心距設計只有1.5mm，因此四個輥子的最大調(diào)節(jié)量只有12mm，當傳送帶磨損變形后，相對長達6m的傳送帶，12mm的極限調(diào)節(jié)量不能滿足需要，調(diào)整量不夠直接導致傳送帶跑偏、磨損邊緣部位等非正常損壞。

（4）傳送帶張緊行程短 張緊液壓缸行程為150mm，張緊輥行程為300mm，理論計算傳送帶張緊行程為160mm，去掉傳送帶60mm裝配余量，實際有效張緊距離不到100mm，一條新傳送帶使用三個月后就出現(xiàn)難以張緊的問題。

3. 改進措施

針對助卷器在使用過程中存在的問題，技術人員參考技術資料，并參照其他冷軋線助卷器結構，對其進行改進設計。

（1）助卷器上下擺臂改造 設計去掉原來的上擺臂，用一套可水平調(diào)節(jié)的咬入輥代替，咬入輥的軸承座設計為滑塊模式，相應助卷器機架部分設計為滑道，直接省去了上擺臂液壓系統(tǒng)，為防止輥子對應的兩軸承座不同心而出現(xiàn)卡死的問題，軸承座與輥軸之間采用關節(jié)軸承連接，為防止調(diào)節(jié)好后的傳送帶出現(xiàn)跑偏問題，在輥子兩端加裝了V形尼龍環(huán)。

下擺臂液壓缸從原來機架內(nèi)中間位置引出到機架外，通過液壓缸的伸縮實現(xiàn)下擺臂的擺動，從而抱緊卷筒。根據(jù)現(xiàn)場作業(yè)空間選定力臂大小和作業(yè)側面，根據(jù)力臂長度、擺動角度、扭矩和液壓系統(tǒng)壓力來選定液壓缸徑、行程及其固定方式和固定位置。

經(jīng)研究分析下擺臂液壓缸放在機架左側較為合理，但機架底座與卷取機箱體之間空間狹小，只有100mm寬的空間余量，在擺臂兩邊各留10mm間隙，擺臂最寬只能達到80mm，無法滿足設計標準要求，在充分考慮其工作原理后發(fā)現(xiàn)，擺臂只有在抱緊卷筒時，液壓缸才處于伸出狀態(tài)，其余均處于回縮狀態(tài)。在下擺臂處于抱緊狀態(tài)時，機架前端已經(jīng)移出底座，擺臂液壓缸工作時與機架底座沒有關聯(lián)，只要滿足不與機架底部干涉就可以了，這樣只要在對下擺臂做程序控制時，做好機架移出到抱緊位置和擺臂液壓缸的互鎖聯(lián)鎖工作即可，液壓缸固定在機架左側的問題就解決了。

（2）改變傳送帶更換形式 機架右側立板傳送帶對應位置豎直和水平方向上各開一條50mm寬的傳送帶更換槽，為保證助卷器工作時機架有足夠的強度，在豎直槽部位置加裝一可移動的連接板，下部槽部位置加兩墊塊，墊塊抽出與安裝時，只需插拔上面的定位螺栓即可。當傳送帶需要更換時，拆除連接塊上的固定螺栓，移出連接塊，拔出墊塊上的兩定位螺栓，取出兩墊塊，拆除鏟頭一側，即可完成傳送帶的更換。傳送帶的對中調(diào)節(jié)原來4人8h完成的工作，現(xiàn)在只需2人1h內(nèi)即可完成，有效降低了維修人員的勞動強度，提高了設備有效作業(yè)率。

（3）改造傳送帶張緊模式 傳送帶的張縮改造由張緊缸推動來實現(xiàn)，液壓缸行程設計為650mm，實際有效張緊行程為530mm，去掉傳送帶裝配余量，實際張緊行程可達到500mm，傳送帶的實際張緊距離可達480mm左右，是改造前的4.8倍，有效延長了傳送帶的使用壽命。

（4）改進傳送帶調(diào)節(jié)模式 對傳送帶調(diào)節(jié)采用粗調(diào)和微調(diào)兩種模式，粗調(diào)利用咬入輥滑塊軸承座移動模式來實現(xiàn)，滑道有50mm的調(diào)節(jié)余量，甚至還可以延長，完全能夠滿足調(diào)節(jié)傳送帶的對中平衡需要，必要時還可以調(diào)節(jié)傳送帶的張緊程度。另外兩個輔助轉向輥利用軸承座內(nèi)圓與外圓的偏心原理實現(xiàn)微調(diào)的效果，偏心率為1.5mm，兩輥子微極限調(diào)節(jié)可達到6mm。

經(jīng)改進設計后的助卷器結構示意如附圖所示。

4. 結構改造關鍵技術

（1）助卷器去掉上擺臂，省去該部位的一套液壓系統(tǒng)及其備件消耗。

（2）傳送帶調(diào)節(jié)采用粗調(diào)和微調(diào)兩種模式，增加了傳送帶的調(diào)節(jié)空間。

（3）下擺臂移出，擺臂端部添加鏟頭，更加方便維修人員的點檢維護和降低操作人員技術難度。

（4）更換傳送帶采用整體移出模式，更換傳送帶的效率由原來的4人一天降為2人1h，有效降低了維修人員的技術難度和工作量。

5. 實施效果與結論

通過對板帶冷軋重卷線卷取設備的改造與應用，成功解決了助卷器傳送帶調(diào)整、更換困難等一系列問題，有效降低了備件消耗和成本費用，同時也降低了停機率，滿足了重卷生產(chǎn)需要。卷筒端部的抗沖擊性能得到有效增強，消除了助卷器傳送帶非正常損壞，使用壽命得到顯著提高，皮帶更換簡單及時，點檢維護方便，進而保證了重卷線高效、穩(wěn)定生產(chǎn)。

改進設計后的卷取機結構

20150708