高线集卷站双芯棒旋转定位可靠性分析与改进
棒材芯部质量影响因素及改进方法的分析研究
中 图分 类 号 ：Ｈ１ １５ Ｔ ３ ５ ＋ Ｔ ６ ；Ｇ ３ ． ２ ． ６
文献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ０ ４ ９ （ １） ３ ０ ３ — ５ １０ — ９ ８２ ２０ — ０ ９ ０ ０
影 响 ． 轧 件 辊 ０ 的 物 理 量 仅 沿 Ｉ 度 Ｙ方 向 变 Ｎ 化 ，０ 自由。 １边 贝 棒 材 材 料 选 ４ Ｃ Ｍｏ 坯 ２ｒ ． 料 分 两 层 ， 表 层 厚 ２× ０ １０ ｍｍ ， 对 密 度 为 ０９ 芯 部 相 ．９，
部 质 量 的 影 响 ［． 用 模 拟 结 果 可 以 获 得 优 化 的 轧 制 工 １利 ］
艺 参 数 。本 文 以 某 钢 厂 经 常 采 用 的调 整 措 施 为 依 托 ， ］ 通 过 建 立 棒 材 芯 部 质 量 改 进 措 施 的实 验 模 型 来 分 析 调
节 因 素 的影 响 ， 初 步 提 出 了加 工 工 艺 改 进 的 方 向 ， 并 为 提 高 棒 材 芯 部 质 量 及 棒 材 的Ｔ 艺 改 进 提 供 依 据 。
参 考 文 献
方 斌 ， 传 真 ， 崇 海 ， ． 层 刀 具 的研 究 现 状 ［］ 械 黄 许 等 涂 Ｊ． 机
工 程 师 ，０ ５ １ ） ２ — ４ ２ ０ （Ｏ ：１ ２ ．
降 低 了 铣 削 力 ， 善 了 表 面 质 量 。 Ｙｏ ｒｎ ｉ 等 研 究 改 ｕ ｏ ｇ Ｌｕ
１ 因素 分 析 模 型 的建 立
为 单 独 分 析 轧 制 工 艺 各 因 素 对 棒 材 芯 部 质 量 的
收 稿 日期 ：０ １年 １ ２１ ０月
１４坯 料 为 研 究 对 象 ， 析 参 ／ 分 数 变 化 对 棒 材 芯 部 质 量 的 影 响情 况 。
高线集卷站双臂芯棒液压系统设计
摘要高速线材轧制冷风线上的散卷是源源不断的向后输送的，必须通过集卷站双臂芯棒的作用不断将盘卷收集并输送至运卷车上，才能使生产得以维持，不致中断。
散卷在芯棒顶部鼻锥的引导下，落于坚直的芯棒上。
双臂芯棒的到位准确性要求很高，稍有偏差即会导致鼻锥的倾倒，从而引起卡钢。
其中，双臂芯棒的旋转以及到位情况是依靠一套单独的液压系统来保证的。
双臂芯棒的控制系统为一个比例液压系统，双臂芯棒本身加上盘卷的重量有几吨，而且旋转力臂较长，并需要两个方向旋转180°，形成了大惯量的比例液压控制系统，同时需要很好的控制精度。
设计过程中全面地分析了系统的工作情况，以及在该工况下系统所需要达到的工作要求。
设计中针对系统的液压泵、驱动电机、比例阀、液压缸等主要的液压元件的选型进行了详细的计算与校核。
在这个液压系统的设计中，液压泵、驱动电机、油箱、冷却器的设计计算与选型，这几者的关系是相互影响的，同时，液压系统也受外在因素的诸如工作环境和工作温度的影响，这些外在因素对液压系统的影响是非常大的，要着重考虑这部分的影响。
设计中大部分的元件是通过相关参数的计算，根据产品的样本选型，最终达到系统的要求。
关键词：双臂芯棒；摆动缸；比例液压控制；AbstractDesign introduces set volume stood arms mandrel hydraulic system, system by oscillation cylinders output torques. The design process of system analysis and the working condition of the system in the working condition and under what you are trying to achieve work system requirements. Design in view of system of hydraulic pump and hydraulic cylinder, servo valve as the line of the selection of the main components of detailed calculation and checking.In the design of the pump, the core part is the pump, oil tank, and the design of hydraulic cylinder is calculated and selection, the relationship between is mutual influence, meanwhile, hydraulic system also affected by external factors such as work environment and working temperature, the influence of the influence of system's influence is very big, the factors considered not comprehensive directly affect system performance.In the system of each parameter calculation, according to the design of the given conditions, contents of stress at work, select system, and the power to determine needs to choose the appropriate motor, according to the calculated results determine the working conditions of the whole system.System of calculating the power of pump driven, in accordance with the system vibration process in different conditions of the mostpower needed to approximate calculation system to the drive power. According to the system's fever power to choose the tank and select cooling cooling area circulatory system and heater etc. According to the system's traffic to determine the diameter of pipe. According to the system's pressure and flow to choose servo valve and relief valve, etc.Most of the components are designed by related parameters calculation according to product samples, the line selection, in order to achieve system requirements.Keywords:; Arms mandrel; Hydraulic servo system; Swinging; Cooling cycle system;目录前言 (1)1 系统设计方案确定 (2)1.1 系统设计要求 (2)1.2 主要设计参数 (2)1.3 系统工作情况分析 (2)2 设计计算 (3)2.1 液压缸设计计算 (3)2.1.1 油缸的设计原则 (3)2.1.2 油缸的选型 (3)2.1.3 油缸参数计算 (4)2.2 泵的选择计算 (4)2.2.1 泵的选择计算原则 (4)2.2.2 系统流量计算 (4)2.2.3 流量计算 (5)2.2.4 泵的参数计算 (5)2.3 液压泵的驱动功率及电机的选择 (5)2.3.1 驱动功率计算 (5)2.3.2 电动机的选择 (6)2.4 阀的选择计算 (6)2.4.1 比例方向控制的选取 (6)2.4.2 平衡阀的选取 (7)3 辅助元件的选择计算 (8)3.1 管路 (8)3.1.1 壁厚的计算 (8)3.1.2 内径计算 (9)3.1.3 软管 (10)3.1.4 管接头 (10)3.2 油箱的设计计算 (10)3.2.1 油箱设计原则 (10)3.2.2 油箱参数设计计算 (11)3.2.3 油箱容量的计算 (12)3.3 系统发热功率计算 (12)4 溢流阀的选取 (13)4.1 溢流阀的作用 (13)5 过滤器的选择 (14)5.1 过滤器的配置 (14)5.2 压油过滤器 (14)5.3 回油过滤器 (14)6 循环冷却系统的设计计算 (16)6.1 各个参数计算 (16)6.2 动力源螺杆泵的选取 (16)6.3 驱动电机的选择 (17)6.4 循环过滤器的选择 (17)6.5 热交换器的选择 (17)6.5.1 计算散热面积 (17)6.5.2 冷却水量的计算 (18)6.6 加热器 (19)6.7 压力表的选择 (19)7 液压工作介质的选取 (20)8 控制阀阀块的设计 (21)结束语 (22)参考文献 (23)致谢 (24)前言随着中国加入世界贸易组织，进口钢材关税的下调和进口限额或配额的逐步取消，钢铁企业的国际、国内竞争会更加激烈，世界经济全球化趋势使钢铁工业未来的发展日益成为各国钢铁企业的关注的对象。
高速线材集卷区域控制系统改进研究
２１ ０ １年 ｌ ２月
包
钢
科
技
Ｖｏ ． ７， ． １ ３ Ｎｏ ６ Ｄｅ ｅ ｅ ， ０ｔ１ ｃ ｍｂ ｒ ２
Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｆＢ ｏｏ ｔｅ ｃｅ ｃ ｎ ｅ ｈ ｏ ｏ ｙ ｏ ａ ｔｕ Ｓｅ ｌ
高 速 线材 集 卷 区域 控 制 系统 改 进研 究
ｚ ｎ ｆｈｇ ｏ ｅｏ ｉ ｈ—ｓ ｅ ｄ ｗ ｒ ｏ ｓ ａ ａｙ ｅ ｅｖ ｒ ｕ ｕ ｔ ｉ ｈ ｅｄ ａ ｄ ｐ ｏ ｏ ｅ ｈ ｏ ｕｉｎ ． ｆｅ ｒｖ ｈ ｙ ｔｍ ， ｐ ｅ ｉ ｒ ， ｌｚ ｄ ｔ ａ ｉ ｓｆ ｌｓ ｎ ｔ ｅ ｆ ｌ ｒ ｐ ｓ ｄ ｔ ｅ ｓ ｌ ｔ ｓ Ａ ｔｒｉ ｏ ｅ ｔ ｅ ｓ ｓ ｅ ｄ ｎ ｈ ｏ ａ ｉ ｎ ｏ ｍｐ ｅ
作者简 介 ： 林海英（ ９ ５一） 女 ， １７ ， 河北 省秦 皇岛市人 ， 济师 ， 经 现从 事合 同管理工作 。
包钢科技
第３ ７卷
集 卷 区域 设备功 能 。
时， 经延时分离爪打开 ， 同时打开到位信号为 ‘ ’ １， 启动托板下降程序。当选择光电开关区域高度控制 功能时， 利用单个光电开关信号控制托板运行 ； 当选
备， 配合瑞典 Ａ Ｂ的电气控制系统进行工作。在使 Ｂ 用过程中， 该控制系统设计思路巧妙， 同时也存在 但 系统连锁复杂 ， 检测系统不能适应现场的高温 、 高粉 尘 环境 ， 控制 系统 工作 不稳定 等情 况 。如 ： 设计 的 原
测 高装 置不 能正 常工作 ， 分离 爪环 境温 度高 ， 近开 接 关 不能 正常 工作 ， 托板 自动定 位 系统工 作不 可靠 ， 双 臂 芯棒 定位 不准确 及 比例放 大板 调整 困难 等 。对 于
线材表面缺陷原因分析及对策
线材表面缺陷原因分析及对策摘要：从设备管理的角度，分析设备问题影响材线表面的各种原因，针对设备存在的问题提出改进措施，表面缺陷得到有效控制。
关键词：线材;表面质量;设备前言线材表面质量是用户对公司实物的第一认知，直接影响到用户对公司产品的满意度。
线材在轧制过程中，设备与线材接触面状况对成品材表面影响极大。
1影响线材表面质量的因素1.1 钢坯表面氧化铁皮影响线材表面质量的原因分析炉温控制不合理，导致钢坯在高温段的停留时间长，钢坯表面氧化严重，经各架轧机轧制后，表面氧化铁皮不能及时脱落，最终嵌入线材表面，形成次材。
空燃配比控制不合理，炉膛为氧化气氛，钢坯表面氧化严重，最终导致线材表面产生缺陷。
高压水除鳞压力不足或是喷嘴安装不正确，不能将钢坯表面的氧化铁皮彻底清除，最终引起成品表面形成麻点、铁皮等缺陷，进而造成次品。
1.2 导卫影响线材表面质量的原因分析由于导卫装配原因，导卫导辊转动不灵活或是导辊对轧件不能起到有效的支撑作用，最终导致轧件表面有划伤、折叠等缺陷。
由于油气润滑以及冷却水系统故障，造成导辊碎裂、粘钢、烧轴承等现象发生，进而导致轧件表面出现划伤。
由于导辊材质原因，在生产过程中有“掉肉”现象发生，进而导致线材表面出现划痕、结疤等缺陷。
由于导卫上线安装原因，导致轧件导入下游轧机时，不能对中相应轧机的孔型，进而导致线材表面出现耳子等缺陷。
1.3 轧辊、辊环影响线材表面质量的原因分析由于轧辊、辊环的质量问题，导致轧辊、辊环在生产过程中有“掉肉”现象发生，进而导致线材表面出现划伤、结疤等缺陷。
由于轧辊、辊环的上线装配原因，各架料型控制不合适，最终导致线材表面出现折叠、耳子等缺陷。
1.4活套轮影响线材表面质量的原因分析活套轮直接与线材表面接触，每条线装机量29个，其运行状态与红钢接触面光洁度对成品线材表面影响非常大。
活套轮高度参数不正确或设定变化范围大，活套轮安装偏离轧制中心线过多，造成辊轮表面磨损不光滑，造成线材表面出现划痕、划伤等问题。
对高线集卷控制系统的改进
繁 、环 境差 。因此设备易受 干扰或损坏 ，故 障率高 。在 日 常 生产维 护 中 ，应加 强对 检测元 件 的防护及 线路 的保 护 ，
合理选 择线路走 向 ，避免信 号受到干扰 ，同时对设备进 行
面上 ，操作很 方便 。由于整个装置位 于集 卷区后端 ，因此
环境好 ，线 路固定 ，开关 不会受 到粉尘 、振动 、机械偏移 的影 响，运行稳定维护量小 ，应 用效果很好 。
图１ 改进前水封槽 加水 示意图
主 进
为顶 部加弯头供 水 ，加 大对 氧化铁皮 的冲力 ，同时在排水
段将 四根水封槽加一个横管 ，分别 由一个Ｄ １０ Ｎ ５ 闸阀控 制底
部排水 ，横管平 时始终控 制一定 流量开启 ，让 水流 循环对
氧化 铁皮冲刷更彻底 。图２ 为水封槽加 水方式改进 后的示意
关键词： 集卷区 ；变频器 ；直流制动 ；位置对 中
中图分类号 ：Ｔ ２ ３５ Ｐ ７．
一
文献标识码 ：Ｂ 落。
、
前言
宣龙 高速线 材有 限责任公 司第二 条高 速线材 生产 线于 ２０年９ ０６ 月建成投产 ，为全 自动化连续单 线无扭轧制 、控冷
高速生产线 ，设计 年产量４ 万ｔ ５ 。主要生产西 ． ６ ｍ的光 ５５—１ ｍ
三、控制系统的构成
高线集 卷 区完成 将风冷 辊道散卷 收集 整理后 运送 ￣ ｐ ］ ＩＦ
链的工序 。其设备 主要包 括分离指 、鼻锥 、内芯轴 、芯棒 、
承卷平台和卸卷小车。整体动作过程如下。
１ 散卷 由风冷辊道进 入集卷 筒 ，当盘卷 达到一 定高度 ． 后 ，分 离指打开 ，落到承 卷平 台上 ，承卷 平 台开始慢 速下 架连接 ，同时立 筋之 间加 焊横筋 ，使原有 刮渣 板紧靠 密封
高线集卷站系统的分析与技术改进浅谈
科技 创新 与应 用 ｌ ０ ￣４ （ ） １ ＥＮ－ ２２ Ｆ
科 ห้องสมุดไป่ตู้ 创 新
高线 集卷站 系统 的分析 与 技术改进浅谈
何 俊 杰 唐 达 维 王 鑫
（ 广东阳春新钢铁轧钢厂 ， 东 阳江 ５ ９ ２ ） 广 ２ ６ ７
摘 要： 集卷 站是 高线 生产 线 的关键 设备 ， 它的 正 常运 行 直接 关 系到轧 钢 生 产 ， 对 高线 集卷 站设 备 使 用情 况和 运 行 中 出现 的 故 针 障 ， 其 结构 形 式及控 制方 式进 行 分析 及 改进 ， 而保 证 集卷 设备 的 正 常稳 定运 行 。 对 从 关键 词 ： 集卷 站 ； 系统 ； 分析 ； 改进
高速线材及大盘卷工程集卷站自动化控制系统
２ 设备 联锁 动 作及 自动 化系统 构成概况
集卷 站 的 自动化 控 制 难 度 主 要 在 于 其 多 设备 的 同时 进 行 的 逻辑 联 锁 控 制 的协 调 性 。具 体 的各 设备 动 作如 下 ：
① 集 卷 筒周边 设备 ： 线 圈分 配 器 （ 布料 器 ） 可变 速 旋转 控制 、 分 离指 开合 控制 、空气 吹扫 阀开关控 制 ② 盘卷板： 盘 卷板 开 合控制 、 卷板 变速 上升 及 下 盘
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
降的位 置控制 ③ 双 芯棒 ： 双 芯 棒 的 顺 时针 及 逆 时 针变 速 旋 转 位 置 的速度 和 控制控 制 、 内心轴 的上 升下 降位 置 控制 ④ 运卷 小 ： 运 卷小 的变 速行 走位 置控制 、 运卷 小 车 上升 及 卜 降位置 控制 、 小车 的前后 压板 的 打 开和 关 闭及测卷 厚控 制 、小车 与 ｃ 型钩 对 中控 制
一
及 联 接 操 作 台 ，传 动 装 置 则采 ， 了两 门子 Ｌ ｆ ｊ ６ Ｅ ０联接 住主 Ｐ Ｃ 的 Ｐ ｏ ｂ ｓ Ｓ７ Ｌ ｒｆ ｕ． ｉ ＤＰ网上 。 控 制 信 号和 状态 信 号均 通 过 该 ＤＰ 网与主 Ｐ Ｃ进 行数 据交 换 。Ｐ Ｃ配置简 图如 卜 Ｌ Ｌ ：
至 下 降到 减速 位并 平缓 到 达下 降停 止位 。 此 时鼻锥 的 内心 轴下 降 ，且盘卷 板 的左 、右 臂 同时打 开 至打 开位 。打 开到位 后 。盘卷 板 以
打 开 到 位 的状 态上 升 ， 同时 双 芯 棒 开 始旋 转。 当双 芯棒 旋转 至逆 时 针 ｌ０度 或顺 时针 ７ １ 度 时 ，盘卷 板 在三 米左 右 的位 置 开始 闭 ０ 合 。并继 续上 升 至上 极 限位 。同时 双芯 棒旋 转到 垂直 位 后 内心轴 上 升顶 住鼻 锥 。 状态 此
高线集卷站旋转平台传动系统方案的设计
动而带动齿轮的转动 。外齿圈固定在轴承上 ，与齿轮轴构成 一个传动副 。旋 转平 台结 构简 图如 图 １所示 。其 中平 台绕竖直轴作 ４ １０ 复旋转运动 。运动传递路线为 ：液压马达一减速机一小齿轮一齿圈一平台 。 －８。 往
＃
Ｉ
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长 江 大 学 学 报 （ 然 科 学版 ） 自
２０ 年 ９ ０８ 月
从 集卷 工序 上可知 ，风冷线 运卷辊 道辊 面到 旋转 平 台有 ３ 多 的落差 ，而 旋转 平 台 的传动 为 多级 装 ｍ 配 。因此存 在着 安装误 差 和装配 误差 。误差 的积 累 ，使旋转 平 台上 的两芯 棒连 线不 可能 总是经 过旋转 平
双 芯棒 集卷 站旋 转平 台传 动 系统是 水钢 二 炼轧 厂达 涅利 型 高线 生产 中 的主要 设 备 ，其 工作 能力 及 运 行 的稳 定性对 整个 高线 生 产线 至关 重要 。集 卷站 旋转 平 台传 动 系统将 轧制 出的线 材通 过升 降设 备 、旋转 平 台 、转 送小 车传 送 至贮 运 区 ，其 间共 经过 １ ４个 动作 ，各 动 作 相 互关 联 、顺 序进 行 ，并 采 用 液压 系统 进行 驱 动 ，Ｐ Ｃ系 统进 行联 锁控 制 。旋 转平 台传 动 系 统 在运 行 过 程 中动 作 频 繁 ，并 且 承 担 了较 大 的静 Ｌ
减速 机
、
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ｉＪ Ｉ ｌ ／ ＿ ｌ＿ ４Ｉ 了一 ＿昌 ＼
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液压马达
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图 １ 旋 转 平 台传 动部 分 布 局 ［ 收稿日期］２ ０ ０ ０ ８— ６—２ ２ ［ 基金项 目］湖北省自然科学基金 （ （】ＡＢ ５ ） ２）７ Ａ２ ６ 。 （ ［ 者 简 介 ］ 王 琳 松 （ ９ ９一 ，男 ， ９ ２年 大 学 毕 业 ，高 级 工 程 师 ，硕 士 生 ，现 主 要 从 事 企 业 管 理 方 面 的 研 究 工 作 。 作 １５ ） １８
一种集卷站双芯棒回转装置[实用新型专利]
![一种集卷站双芯棒回转装置[实用新型专利]](https://img.taocdn.com/s3/m/edf661acb307e87100f696c4.png)
专利名称：一种集卷站双芯棒回转装置专利类型：实用新型专利
发明人：覃毅,张凤华,覃建国
申请号：CN201921498959.7
申请日：20190909
公开号：CN210547050U
公开日：
20200519
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本实用新型公开了一种集卷站双芯棒回转装置。
包括：驱动箱，所述驱动箱右上固定有转台，所述转台上端设有上端限位装置，所述转台下端设有下端限位装置。
所述转台上端连接有芯棒A，芯棒A收集完成线卷时，转台逆时针转动，当转到90°时，触发万向行程开关，关闭驱动系统，在惯性力作用下再转动90°，经过延迟时间5秒，上液压驱动控制上液压缸顶紧上接触块，使线卷有竖直向转动到水平向，芯棒B可继续工作。
本实用新型的特点是：设备结构简单，故障率低，液压缸限位提高了卡紧精度，易于维护，使用安全可靠的特点，可保证高速线材生产中集卷站工序的顺畅运行，从而提高车间生产作业率。
申请人：山西江晔重工机械有限公司
地址：030000 山西省太原市民营区五龙口街170号云森大厦302室
国籍：CN
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高速线材生产线双臂芯轴精确定位的实现
３８
柳 钢 科 技
２０１８年第 ４期
即 １８０。轴转动 ＞１８０。 ，０。轴转动 ＜０。 （负 角度值 ）。
２．２ 原 因分 析
２．２．１ 机 械 方 面
（１） 电机接 手 和减 速 箱 齿轮 磨 损造 成 机 械 间 隙过 大 ，芯 轴 转 动 到 垂 直 位 置 ，由 于惯 性 作 用 ，使 芯 轴 处 于 自由状 态 ，导 致转 过 头 。 （２） 旋 转 大齿 轮 （底 座 大 齿 条 ） 齿 条 磨损 使 齿 间 隙 过 大 ，也 会 造 成 芯 轴 转 过 头 或 转 不 到 位 。 （３） 计 数 的旋 转 编码 器 是 由安 装 在 旋 转底 座 上 的链 条 带 动 ，进 行 计 数 ，如 果 此 链 条 和 编 码 器 装 配 不合适 或者链条磨损造成 间隙过大 ，也会使芯 轴定 位不 准 。
Ａｂｓｔｒａｃｔ： Ｆｒｏｍ ｔｈｅ ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ ｃｏｎｔｒｏｌ，ｔｈｅ ｆａｕｌｔ ｒｅａｓｏｎｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｉｎａｃｃｕｒａｔｅ ｐｏｓｉｔｉｏｎｉｎｇ ｏｆ ｔｈｅ ｄｏｕｂｌｅ—ａｒｍｅｄ ｍａｎｄｒｅｌ ｏｆ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｓｔａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ Ｗ ｉｒｅ Ｒｏｄ Ｌｉｎｅ ｗｅｒｅ ａｎａｌｙｚｅｄ，ａｎｄ ｔ ｈｅ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｍｅａｓｕｒｅｓ ａｎｄ ｅｆｆｅｃｔｓ ｉｍｐｌｅｍｅｎｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｃｏｎｔｒｏｌ ｍｏｄｅ ｗｅｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ．
关 ，当此位置检测信号到来 时 ，强制速度为 ０， 以保证 芯 轴不 冲过 头故 障 。
（２） 原 电气控 制 中 ，速 度 完全 由编码 器 数 据参与控制 ，没有位置信号 ，编码器 的清零完 全 是 由 机 械 转 动 完 成 。 当机 械 设 备 有 磨 损 后 ， 误差 积 累 ，导致 定位 不准 。于是 ，在 ０。轴 的完 全 垂 直 位 置 安装 位 置 检 测 接 近 开 关 ， 当芯 轴 实 际 转 动 到 此 位 置 时发 信 号 ，程 序 接 收 后 编 码 器 强 制清 零 ，这样 ０。轴 每一 次转 动 到真正 的垂 直 位 ，就 对 编 码 器 清零 一 次 ，消除 了计 数 误 差 的 积 累 ，每 一 次 转 动 的误 差 ，只是 本 次 的机 械 误 差 ，不会 扩大 。
摩根高线生产线双臂芯棒制动系统改造
摩根高线生产线双臂芯棒制动系统改造作者：姚鹏来源：《中国科技博览》2014年第05期中图分类号：TG335 文章识别码：文章编号：[摘要]摩根高线生产线双臂芯棒制动系统由美国Stearns公司生产，执行机构动力由电磁线圈提供，由于制动系统加工精度高，因此执行机构轻微的磨损都会造成电磁线圈电流的升高，导致电磁线圈烧毁，影响车间生产。
为确保车间的稳定生产，这就需要考虑对制动系统进行改造，使用气动元件-气缸来代替电磁线圈带动执行机构运行，彻底解决电磁线圈易烧毁的问题。
[关键词]执行机构电磁线圈烧毁气缸一、双臂芯棒系统简介摩根公司高线生产线双臂芯棒位于集卷站尾部，主要作用是将成品线材由集卷筒转送到运卷小车上，其主要由电机、制动系统、减速机、芯棒等组成。
当处于垂直位置的芯棒集卷完毕后双臂芯棒通过驱动装置带动带齿轴承旋转，将芯棒由垂直位置旋转到水平位置，然后再通过运卷小车将成品线材由芯棒移送到P/F线上；原先处于水平位置的芯棒旋转至垂直位置收集成品线材，进行周期性运动。
二、双臂芯棒制动系统简介双臂芯棒为周期性运动，其运行过程为：启动-加速运行-匀速运行-减速运行-制动停止运行，其制动系统不仅在芯棒减速运行及制动停止运行时起作用，而且在双臂芯棒整个运行过程中都有作用，特别是当芯棒在运行过程中出现突然停电的情况时，可以及时对芯棒进行制动，确保双臂芯棒设备运行的安全及现场人员的安全，因此制动系统稳定运行对于双臂芯棒系统的稳定运行有着积极重要的作用。
三、问题的提出摩根公司高线生产线双臂芯棒制动系统为美国Stearns公司生产的，其在运行的过程中主要存在以下问题：1、执行机构棘轮装置磨损较快，造成电磁线圈寿命缩短。
此电机制动系统的执行机构运行是通过电磁线圈来实现的，而执行机构棘轮装置轻微的磨损都会造成线圈制动电流增加，电磁线圈烧损频繁。
2、执行机构磨损后无法修复。
因执行机构安装精度高所以在机构磨损后通过修复很难达到原来的精度。
双芯棒固定装置改造
双芯棒固定装置改造作者：李士永来源：《中国科技博览》2013年第31期中图分类号：F121.1 文献标识码：F 文章编号：1009―914X（2013）31―0577―01一、改造背景高速线材生产集中在轧钢区二车间的两条生产线，两条生产线的集卷站采用的都是双芯棒式结构，在生产过程中一线、二线的集卷站频繁出现倒鼻锥事故。
严重制约生产，工人的劳动强度大。
每月事故时间都在7小时左右，严重制约生产，出现事故的同时造成辊道协议钢，每月在50根（100吨）以上，解决这个问题有较大的经济效益。
二、改造方案1．面临难题在生产实践中，经过课题组人员的现场跟踪，并与现场人员的积极合作，我们研究分析造成倒鼻锥的主要原因是：（1）由于双芯棒到位后产生晃动现象，鼻锥落下时由于双芯棒的晃动问题而出现鼻锥歪斜产生乱卷从而造成事故，（2）鼻锥托起时，由于双芯棒的晃动，使双芯棒的位置出现偏差，鼻锥托起后出现鼻锥歪斜产生乱卷从而造成事故，出现以上两项问题主要是由于芯棒摆动缸量大而引起的。
摆动缸投入使用后不久，由于生产节奏快，摆动缸使用非常频繁，摆动缸齿侧隙及动力键的量很快变大，造成芯棒晃动量变大。
2．攻关思路经过对生产实际状况充分调研之后，我们针对线材生产存在的倒鼻锥而造成事故的问题制定了如下整改措施，开展创新思维，采用新技术，新方法，同时对人为因素加强管理，提高员工的整体素质，从而完成降低倒鼻锥事故的攻关目标。
要降低倒鼻锥事故必须解决双芯棒晃动问题。
如果芯棒摆动缸晃动量大就更换摆动缸，首先需要大量的检修时间，更换一台摆动缸需要至少10小时以上，其次需要较大的成本投入，一台摆动缸价值9万余元。
频繁更换摆动缸将带来大量的人力和物力的浪费。
（1）分析研究决定在集卷站坑底部靠近双芯棒根部的位置设计安装双芯棒固定夹持装置，通过双芯棒固定夹持装置将旋转到位的双芯棒固定，消除其摆动量从而避免倒鼻锥事故的发生。
（2）双芯棒固定夹持装置安装使用后，效果较好，但在使用过程中也存在一些问题，由于双芯棒固定夹持装置工作环境恶劣，转动部件易出现磨损，需经常更换。
集卷常见故障判定
集卷常见故障判定
为加强操作工操作水平，以及处理突发事故的能力，操作工出事必须从自己检查，看工作设备是否到位，是否具备运行条件，尽而避免因为一个小问题而停止过刚，减少查找处理问题的时间。
一：插板无法打开
1：检查内芯棒上升到位信号是否亮着。
2：检查双芯棒旋转到位信号是否亮着。
3：检查插板闭合信号是否亮着。
二：内芯棒无法下降
1：检查内芯棒高位，低位接近开关信号灯是否正常。
2：检查双芯棒旋转信号灯是否亮着。
3：检查插板闭合信号灯是否亮着。
三：双芯棒无法旋转
1：检查内芯棒下降到位信号灯是否亮着。
2：检查运卷小车是否在等待位或等待位与钩子位之间。
3：检查托盘打开到位信号灯是否亮着。
4：检查插板闭合到位信号灯是否亮着。
四：托盘无法打开闭合
1：检查双芯棒旋转到位信号灯是否亮着。
2：检查操作台液压站工作灯是否亮着。
五：运卷小车无法到芯棒位
1：检查双芯棒旋转到位信号灯是否亮着。
2：检查运卷小车压板张开信号灯是否亮着。
六：运卷小车无法去钩位
1：检查操作台上夹紧信号灯是否亮着。
2：检查运卷小车上升到位信号灯是否亮着。
3：检查运卷小车压板关到位信号灯是否亮着。
宣钢二高线集卷双芯棒控制方式浅析
宣钢二高线集卷双芯棒控制方式浅析摘要：本文重点阐述宣钢二高线集卷收集系统区域核心重点设备双芯棒，对设备控制方式进行说明，并重点对比分析其采用压频比变频控制方式和矢量变频控制方式的特点和参数性能。
关键词：集卷双芯棒控制1 前言宣钢公司第二高速线材生产线的集卷区域设备由太原翊晔矿山机器设备有限公司设计制造，采用双芯棒旋转形式，由集卷小车将线卷挂在C型勾上。
集卷系统主要由集卷筒、分离指、托盘、双芯棒、集卷小车等组成，托盘、双芯棒、集卷小车为交流异步电机驱动，其他设备均采用液压、气动驱动方式。
其中，双芯棒为集卷区域的重点设备，在电控系统设计中，芯棒自动化控制系统采用SIEMENS公司的S7-400 PLC，控制程序编程软件为STEP 7 V5.4，电控部分为交流传动，采用西门子6SE70变频器整箱产品。
2设备参数介绍双芯棒设备由30KW的交流异步电机驱动，电机带动减速机上的一个小齿轮，小齿轮再驱动球轴承的外齿轮来实现旋转。
两个芯轴互相成90°角度，旋转方向为正转和逆转两方向，即垂直棒完成线卷的收集工作后，从垂直方向转到水平方向，然后集卷小车将线卷从水平棒上运走之后，再从水平方向转到垂直方向，继续收集线卷[1]。
双芯棒主体结构为钢结构件，技术参数如下：·内芯轴提升液压缸规格：Ф63×495·芯轴旋电机：30 kW1500rpm·减速机速比：29：1·绝对值编码器：AE100m,电压11－27V，1024(max4096),·线卷数据：外径1,250/1,200 mm，内径900/850 mm，2180kg·最大集卷高度：约3,100 mm3控制系统介绍双芯棒的旋转采用自动化和传动相结合的控制方案，即自动化闭环、传动开环，传动接收从自动化传过来的给定速度，如图1所示[2]。
自动化PLC控制系统采用SIEMENS公司的S7-400系列，包括分布式远程站及通讯网络。
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第３ ｌ 卷２ ０ １ ３ 年第 ５ 期（ 总第 １ ６ ７ 期）
高线集卷站双芯棒旋 转定位可靠性分析与改进
马仁 义
（ 重庆 钢铁 集 团股份 有 限公 司高速 线材 轧钢 厂 重庆
４ ０ ０ ０ ８ ０ ）
【 摘 要】 分析了双芯棒旋转定位螺栓频繁损坏的原因， 通过双芯棒旋转程序的优化和旋转定位螺栓结构 的改进 ， 彻底 消除 了冲击力 ， 使得 双芯棒 定位更加可靠 ， 大幅度减 少了故障。 【 关键词】 双芯棒 定位螺栓 旋转程序
．
ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ｌ ｔ ，ｔ ｈ ｅ ｉ ｍｐ ａ ｃ ｔ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｉ ｓ ｅ ｌ ｉ ｍｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｄ ． Ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｆ ｏ ｒ ｅ ， ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｓ ｍｏ ｒ ｅ ｒ ｅ ｌ ｉ ａ ｂ ｌ ｅ ， ａ ｎ ｄ ｆ ａ ｕ ｌ ｔ ｓ ａ ｒ ｅ ｇ ｒ ｅ ａ ｔ ｌ ｙ ｄ ｅ ｃ ｒ ｅ ａ ｓ ｅ 系
５ ． １ 优 化 旋转 程序
（ １ ） 改 变 双 芯棒 从 的 初 始角 速 度 升 至 最 大 角速度 ∞ ， 的斜率 Ｐ值 ， 将 Ｐ值变大。
０
图 ２ 改进前双芯棒旋转角速度与时间关系
【 Ａ ｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ 】 Ａ ｎ ａ ｌ ｙ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ａ ｓ ｏ ｎ ｓ ｔ ｈ ａ ｔ ｒ ｅ ｓ ｕ ｌ ｔ ｉ ｎ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｎ ｔ ｄ ａ ｍ ａ ｇ ｅ ｏ ｆ ｒ ｏ ｔ ａ ｒ ｙ ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ｌ ｔ ｏ ｎ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ
２ 存 在 问题
首先 ， 由于双芯棒旋转 到位时较大 的冲击 力 极 易将旋转底座上 的定位螺 栓撞 坏 ， 造成 双芯棒 无 法定 位 ， 也就 不能集 卷 ， 导致 生产 中断 。据 统 计， ２ ０ ０ ８ 年至 ２ ０ ０ ９ 年期间发生定位螺栓损坏的故 障达 到 １ ９ 次之多。 其次 ， 双芯棒旋转定位螺栓上无缓冲装置 ， 加 剧 了 碰块 和 定 位 螺 栓 的磨 损 ， 也 会 造 成 双 芯 棒 不 能准确定 位 ， 导致 内心轴上升到位后将鼻锥顶歪 ， 这样就不能 正常集 卷 ， 这样 的故障每个月都要发
生 多次 。
图 １ 双芯棒结构
由于双芯棒旋转 冲击力太大 ， 不仅将定位螺 栓撞坏 ， 而且还可能将碰块撞坏 ， 甚至碰块底座也 遭到破坏 ， 造成的停机时间也就相对更长， 给生产 带来 的影响更 大 。碰块底座损坏后 ， 每次恢复的 时间至少都要 ３ ｈ 以上。
—
。
４ ９． ．
Ｍ Ａ Ｒｅ ｎ — － ｙ ｉ
（ ｔ ｔ ｉ ｇ ｈ － ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｗｉ ｒ ｅ Ｒ ｏ ｄ Ｒｏ ｌ ｌ ｉ ｎ ｇＭｉ ｌ ｌ ｏ ｆ Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ Ｉ ｒ ｏ ｎ＆Ｓ ｔ ｅ ｅ ｌ Ｇ ｒ ｏ ｕ ｐ Ｃ ｏ ． ． Ｃ ｈ ｏ ｎ ｇ ｑ ｉ ｎ ｇ４ ０ ０ ０ ８ ０ ）
【 Ｋ ｅ ｙ ｗ ｏ ｒ ｄ ｓ ］ Ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｍ ａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ， ｐ ｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｂ ｏ ｌ ｔ ， ｒ ｏ ｔ ａ ｙ ｒ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ
１ 概 述
重钢高线厂集卷站双芯棒采用搓动液压缸驱 动， 搓动缸往返带动双芯棒旋转， 完成线材的收集工 作。高线厂生产线是一条连续轧制生产线， 生产线上 的任何一台设备出现问题都会导致全线停产。 集卷站 双芯棒要完成线材 的收集工作 ， 必须 要和其他设备配合使用 ， 因此 ， 双芯棒旋转定位要 比较准确。如 图 １ 所示 ， 其 中一根双芯棒旋转到垂 直方向 ， 内心轴上升 ， 鼻锥筒上的定位销卡进 内心 轴上的定位销槽 ， 这样便完成双芯棒 的定位 ， 就可 以进 行线 材 收集 。
ｔ ｒ ｕ ｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｒ ｏ ｔ ａ ｒ ｙ ｍａ ｎ ｄ ｒ ｅ １ ． Ｔ ｈ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｉ ｎ ｇ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ｔ ａ ｒ ｙ ｐ ｒ ｏ ｇ ｒ ａ ｍ ｏ ｆ ｄ ｏ ｕ ｂ ｌ ｅ ｍａ ｎ ｄ ｒ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｉ ｍｐ ｒ ｏ ｖ ｅ ｔ ｈ ｅ ｓ
第３ １ 卷２ ０ １ ３ 年第 ５ 期（ 总第 １ ６ ７ 期）
３ 原 因分 析
技术改造与改进
原双芯棒旋转控制程序是 ： 先给一个 ∞ 的初 始角速度 ， 双芯棒按照斜率 Ｐ 。 开始旋转 ， 经过时间 ｔ 后达到最 大角速度 ∞ ， 后开始减速旋转 ， 经过时 间ｔ 后双芯棒旋转角速度降为零（ 见图２ ） ， 碰到定 位螺栓便停止 ， 就这样双芯棒完成 １ ８ ０ 。的旋转动 作。这样 的旋转程序存在如下一些问题 。 （ １ ） 双芯棒旋 转产生 的冲击力无法 消除。虽 然双芯棒经过时间 ｔ 后角速度能降为零 ， 但是此 时双芯棒还产生一个 冲击力 ， 这个力直接作用到 定位螺栓上 ， 因此定位螺栓定位面磨损很快 ， 如果 冲击力 比较大 ， 还容易将定位螺栓撞坏 。
Ｒｅ ｌ ｉ ａ ｂｉ ｌ ｉ ｔ ｙ Ａｎａ ｌ ｙｓ ｉ ｓ ａ ｎｄ Ｉ ｍ ｐｒ ｏ ｖｅ ｍｅ ｎ ｔ ｏ ｆ Ｄｏ ｕ ｂｌ ｅ Ｍａ ｎｄ ｒ ｅ ｌ Ｒｏ ｔ ａ ｒ ｙ
Ｐｏ ｓ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ ｇ ｉ ｎ Ｈｉ ｇ ｈ － Ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ Ｗｉ ｒ ｅ Ｒｏ ｄ Ｍｉ ｌ ｌ