棒材厂小型车间冷床下卸钢平托改造
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莱钢科技 第 3期 (总第 135期 )
棒材厂小型车间冷床下卸钢平托改造
李永峰 王太兴 (棒材厂 )
摘 要 : 通过对棒材厂小型车间冷床下卸钢系统进行升级改造 ,解决了 10mm、 12mm 小规格螺纹钢 在冷床齐头后 ,下床面收集的过程中容易出现的弯曲 、缠绕 、乱床面等现象 ,有效提高了产量及成材率 。
综合以上经验教训 ,小型车间对现用的多种下 卸收集方式进行了综合的分析 ,决定采用“偏心轮 平托机构 ”对下卸钢进行改造 。
新型的下卸机构主要包括 : 主电机 、蜗轮减速 机 、主传动轴 、偏心轮 、平托板 、平托连杆 、平托滑道 、 输送辊道及辊道盖板等机构组成 。 (具体结构见图 1)其主要优点集中表现在以下几个方面 。
3)优化了输送辊道盖板的设计 ,将两盖板间的 最小拼装间隙由原来的 50 mm 缩小至 10 mm ,有效 解决了钢筋弯头缠绕辊身的问题 。在盖板的一侧专 门设计加装了安全走台 ,使设计更加人性化 ,改善了 作业环境 ,消除了不安全因素 。
4)集中传动改用 WD - 30 - 57蜗轮减速机 ,结 构紧凑占用空间小 ,传动平稳噪声小承载力加大 , (速比加大至 i = 57)有效利用了床下狭小空间 。配 套采用 75 kW 大功率电机 ( YZR315M ) ,有效解决了 输出功率不足的问题 ,使传动更加平稳 。该电机有 较大的过载能力和较高的机械强度 ,特别适用于下 卸钢的断续运转但频繁启停的要求 ,其良好的密封 性能 ,防护等级达到 IP54,适用于床面下温度高 、金 属粉尘多的恶劣环境 。电机制动端配套采用新型 YW Z8 - 400电力液压块式制动器 , 特别是其独特 的联锁式等退距结构在使用过程中始终保持两侧瓦 块退距相等 , 避免了因磨损不均而使制动瓦单面浮 帖制动轮的现象发生 , 制动更加柔性平稳 、安全可 靠。
( The B ar Plant)
Abstract: Through a transformation of the cooling bed bottom steel2discharge system at the B ar Plant, phe2
nomena frequently arising during collecting such as bending, w rapp ing and ragged bed surface for small2specifica2
图 3 电机底板自动张紧装置
7)其独特的四连杆偏心轮机构运行平稳 、同步 性好 、效率高 。钢筋在平托板上处于分散平铺分散 状态 ,两组平托板的间距由原来的 2 m 增大至 3 m , 其同步整体移动方式有效解决了钢筋在下卸过程中 弯头卡绕问题 。主传动轴轴径由原来得 80 mm 加 粗为 110 mm ,增强了抗扭能力 ,并采用宽系列的 3618双列调心辊子轴承 ,提高了承载能力 ,调心性 能较好 ,有效补偿了因主传动轴过长而造成的同轴 度误差 ,减小了夹壳联轴器受的不平衡径向力 ,避免 了因过载而造成的滚键故障 。为了更加合理的分配 系统的能量 ,提高工作效率 ,系统加装了 16 个大转 动惯量的平衡锤 ,减小了电机瞬时启动力矩 ,使启动 电流小于 370 A。平托滑道设计为外露轴承结构 , 采用带防尘圈的自密封轴承既便于维修润滑又便于 更换 ,整体互换性能较好 。
tion ribbed bar ( 10mm , 12mm ) were solved, effectively enhancing its output and rolling rate.
Key words: four2connecting rod eccentric gear; steel2discharge mechanism; p lanetary gear flat carrier; flat
200717 200718 200919 平均 改造后
87106
87125
87189
8714
3 改进后使用效果
4 结论
1)改造后通过一段时间的使用 ,综合效果明 显 。下卸速度 、剪切质量明显提高 ,提高了轧制节 奏 ,月产量由原来得 116 万 t提高到 2 万 t,基本满 足了轧线的提速要求 ,但同时也暴露出了一些不足
之处 ,如偏心轮机构的“平托连杆 ”选用了普通焊接
钢管结构 ,虽然减轻了重量但其强度相对较弱 ,承力
性能差 。有时会因人为操作失误造成床面大量攒钢
而将“平托连杆 ”挤压变形 。下一步再优化时应换
用厚壁无缝钢管结构以增强其刚性 ,并对操作者进
行培训以提高其操作业务水平和熟练技能 。
2)改造前 2006年 7～9月份与改造后 2007 年
图 1 下卸钢结构示意
1)采用平面连杆机构传动属于低副传动机构 , 面面接触的低副传动可承受很大的载荷 ,耐磨性能 好 。特别是平托板作为传动机构中的连杆做既含转 动又含移动的平面复杂运动 ,其上点的运动轨迹复 杂多样 ,满足了钢筋由床面下卸到输送辊道过程中 复杂的运动轨迹 。整体运动分 4个阶段 : a1起始阶 段 ,平托板处于静齿条齿根面下方 ,偏心轮处于中间 行程 ,三角架处于最低位置点 ; b1上升平移阶段 ,平 托板上升至最高点位置同时离开静齿条向辊道靠
carrier board
22
© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
5)辊道采用宽系列双列调心辊子轴承 3516, 承载力加大 、极限转速提高 , 其良好的调心性能使 辊身即使严重磨损后仍具有自动补偿的能力 。与之 相配的轴承座设计有在线加油油嘴 , 可实现不停机 的在线润滑 , 既提高了辊道的作业率又便于维护作 业。
6)下卸钢输送辊道由原来的伞齿轮箱集中传 动方式改为单电机单带形式 ,即使单台电机损坏也 不会影响到全线辊道的正常工作 。采用专用辊道电 机 JG2 - 51 - 10,增大了电机功率 ( 211 kW ) ,堵转 矩加大至 150 N·m,可频繁启停并正反转 。电机与 辊道间采用皮带联接传动方式 ,结构简单 、成本低廉 具有缓冲吸震的功能 ,传动平稳 ,噪声小 。过载时皮 带打滑保护电机有效解决了辊道电机频繁烧损的问 题 。下部电机底板设计成自动张紧可调试结构 (具 体结构见图 3 所示 ) ,利用电机的自重自动调节中 心距 ,可随时方便地调整皮带的张紧力 。
1 存在问题分析
改造前 ,小型车间采用集中传动的“行星齿轮 平托 ”的下卸钢方式 ,由单台减速机拖动 10台行星 齿减速机同步转动 ,带动托料板旋转一周完成钢筋 下床面的动作 。由于冷床床面过长 ( 55 m ) ,行星减 速机数量多 、负载转矩大 ,小功率的 350减速机输出 功率不足 ,且由于主传动轴过长同轴度难以保证 ,经 常出现因输出功率不足 、不同步而造成主传动轴夹 壳联轴器被卡断 、减速机高速轴打齿的设备故障 。
7～9月份主要技术经济指标对比 。
表 1 改造后产量提升
t
200617 200618 200619 平 均
改 造 月产 前
平均 日产
月产
平均 日产
月产
平均 日产
月产
日产
15867163 528192 14736128 475136 15673165 522146 15425185 51412
近 ,偏心轮达到最大行程 ,三角架上升至最高点 ; c1 平移下落阶段 ,平托板下降平移至液道上平面 ,偏心 轮处于中间行程 ,三角架开始下落 ; d1下落返回阶 段 ,平托板下降平移至液道平面以下 ,偏心轮达到最 小行程 ,三角架下落至最低点 。运动分析过程图见 图 2所示 。
2)平托板由原先的 370 mm 加宽至 790 mm ,容 量加大 ,收集能力加强 , (一次下卸 10 的钢筋 72 根 , 12的钢筋 42根 ,容量是原来的 2倍 ) ;下卸钢 输送辊道辊身由原来的 450 mm 加长至 750 mm ,与 300 t冷剪剪刃相匹配 ,充分利用了冷剪的剪切能 力 ,使下卸的钢筋在辊身平面上处于平铺状态易于 剪切 ,减少了弯头的出现 ,提高了剪切质量 。
床面空冷过程 ,小规格螺纹钢中头部极易弯曲 , 变形的钢筋易缠绕住行星齿减速机的平托板 ,造成 减速机输出轴过载拧断 ,弯曲的钢筋头部也易穿插 入辊身与辊道盖板的间隙 ,造成辊道电机的烧损 。
平托板的设计宽度较窄 ( 370 mm ) ,容量小 ,经 常出现因冷床攒钢而被迫停机的热停工时 。钢筋下 卸到输送辊道上后呈小捆聚集状态 ,对下道工序的 冷剪剪切造成困难 ,经常出现有剪切弯头等质量事 故 。另外下卸钢输送辊道的辊身过短 、传动采用伞 齿轮箱集中传动方式待设计存有缺陷 ,影响剪切质 量 ,制约生产 。
关键词 : 四连杆偏心轮机构 下卸钢机构 行星齿轮平托 平托板
0 前言
2 改造方案
小规格螺纹钢端面小 、弯曲挠度大 ,在冷床齐头 后下床面收集的过程中易出现弯曲 、缠绕 、乱床面等 现象 ,劳动强度大 ,工作效率低 ,不利于产能的提升 。 特别是棒材厂小型车间以 10 mm、 12 mm 的小规 格螺纹钢生产为主 ,长年生产小规格螺纹钢 (部分 产品为出口品种 ) ,上述现象的存在严重制约着车 间产能和外观质量的提升 。
作者简介 : 李永峰 (1976 - ) , 男 , 2000年 7月毕业于莱钢电大机 械工程专业 。助理工程师 , 主要从事设备管理工作 。
1 - 传动轴轴承座下底面 ; 2 - 静齿条齿根线 (南北向基 准线 ) ; 3 - 传动轴轴承座中心线 ; 4 - 静齿条 ; 5 - 水平基准 (静齿条齿根 ,即辊道上平面 ) ; 6 - 辊道 (辊道支架 )中心线 ; 7 - 辊道 ; 8 - 辊道皮带轮 ; 9 - 水平基准 (静齿条齿根 ,即辊道 上平面 ) ; 10 - 辊筒中心线 ; 11 - 辊道轴承座下底面 ; 12 - 辊 道支架下底面 (水泥墩上平 )
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© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
李永峰 , 等 : 棒材厂小型车间冷床下卸钢平托改造 第 3期 (总第 135期 )
100153
100162
100126 100147
200717 200718 200719 平均 改造后
101175
101141
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表 3 设备作业率
%
200617 200618 200619 平均 改造前
86185
85109
85186 85193
通过以上比较可清楚地看出 ,下卸钢平托改造成功实施后提高了生产能力 、成材率及设备作业率 , 取得了良好的综合效益 。
特邀编辑 : 关中华
Tran sforma tion of Cooling Bed Steel2d ischarge Fla t Carr ier a t the Bar Plan t L i Yongfeng W ang Taixing
200717 200718 200719 平 均
改 造 月产 后
平均 日产
月产
平均 日产
月产
平均 日产
月产
日产
17878151 595195 18223182 587187 17852195 59511 17985109 59915
表 2 钢材成材率
%
200617 200618 200619 平均 改造前
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莱钢科技 2008年 6月
棒材厂小型车间冷床下卸钢平托改造
李永峰 王太兴 (棒材厂 )
摘 要 : 通过对棒材厂小型车间冷床下卸钢系统进行升级改造 ,解决了 10mm、 12mm 小规格螺纹钢 在冷床齐头后 ,下床面收集的过程中容易出现的弯曲 、缠绕 、乱床面等现象 ,有效提高了产量及成材率 。
综合以上经验教训 ,小型车间对现用的多种下 卸收集方式进行了综合的分析 ,决定采用“偏心轮 平托机构 ”对下卸钢进行改造 。
新型的下卸机构主要包括 : 主电机 、蜗轮减速 机 、主传动轴 、偏心轮 、平托板 、平托连杆 、平托滑道 、 输送辊道及辊道盖板等机构组成 。 (具体结构见图 1)其主要优点集中表现在以下几个方面 。
3)优化了输送辊道盖板的设计 ,将两盖板间的 最小拼装间隙由原来的 50 mm 缩小至 10 mm ,有效 解决了钢筋弯头缠绕辊身的问题 。在盖板的一侧专 门设计加装了安全走台 ,使设计更加人性化 ,改善了 作业环境 ,消除了不安全因素 。
4)集中传动改用 WD - 30 - 57蜗轮减速机 ,结 构紧凑占用空间小 ,传动平稳噪声小承载力加大 , (速比加大至 i = 57)有效利用了床下狭小空间 。配 套采用 75 kW 大功率电机 ( YZR315M ) ,有效解决了 输出功率不足的问题 ,使传动更加平稳 。该电机有 较大的过载能力和较高的机械强度 ,特别适用于下 卸钢的断续运转但频繁启停的要求 ,其良好的密封 性能 ,防护等级达到 IP54,适用于床面下温度高 、金 属粉尘多的恶劣环境 。电机制动端配套采用新型 YW Z8 - 400电力液压块式制动器 , 特别是其独特 的联锁式等退距结构在使用过程中始终保持两侧瓦 块退距相等 , 避免了因磨损不均而使制动瓦单面浮 帖制动轮的现象发生 , 制动更加柔性平稳 、安全可 靠。
( The B ar Plant)
Abstract: Through a transformation of the cooling bed bottom steel2discharge system at the B ar Plant, phe2
nomena frequently arising during collecting such as bending, w rapp ing and ragged bed surface for small2specifica2
图 3 电机底板自动张紧装置
7)其独特的四连杆偏心轮机构运行平稳 、同步 性好 、效率高 。钢筋在平托板上处于分散平铺分散 状态 ,两组平托板的间距由原来的 2 m 增大至 3 m , 其同步整体移动方式有效解决了钢筋在下卸过程中 弯头卡绕问题 。主传动轴轴径由原来得 80 mm 加 粗为 110 mm ,增强了抗扭能力 ,并采用宽系列的 3618双列调心辊子轴承 ,提高了承载能力 ,调心性 能较好 ,有效补偿了因主传动轴过长而造成的同轴 度误差 ,减小了夹壳联轴器受的不平衡径向力 ,避免 了因过载而造成的滚键故障 。为了更加合理的分配 系统的能量 ,提高工作效率 ,系统加装了 16 个大转 动惯量的平衡锤 ,减小了电机瞬时启动力矩 ,使启动 电流小于 370 A。平托滑道设计为外露轴承结构 , 采用带防尘圈的自密封轴承既便于维修润滑又便于 更换 ,整体互换性能较好 。
tion ribbed bar ( 10mm , 12mm ) were solved, effectively enhancing its output and rolling rate.
Key words: four2connecting rod eccentric gear; steel2discharge mechanism; p lanetary gear flat carrier; flat
200717 200718 200919 平均 改造后
87106
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3 改进后使用效果
4 结论
1)改造后通过一段时间的使用 ,综合效果明 显 。下卸速度 、剪切质量明显提高 ,提高了轧制节 奏 ,月产量由原来得 116 万 t提高到 2 万 t,基本满 足了轧线的提速要求 ,但同时也暴露出了一些不足
之处 ,如偏心轮机构的“平托连杆 ”选用了普通焊接
钢管结构 ,虽然减轻了重量但其强度相对较弱 ,承力
性能差 。有时会因人为操作失误造成床面大量攒钢
而将“平托连杆 ”挤压变形 。下一步再优化时应换
用厚壁无缝钢管结构以增强其刚性 ,并对操作者进
行培训以提高其操作业务水平和熟练技能 。
2)改造前 2006年 7～9月份与改造后 2007 年
图 1 下卸钢结构示意
1)采用平面连杆机构传动属于低副传动机构 , 面面接触的低副传动可承受很大的载荷 ,耐磨性能 好 。特别是平托板作为传动机构中的连杆做既含转 动又含移动的平面复杂运动 ,其上点的运动轨迹复 杂多样 ,满足了钢筋由床面下卸到输送辊道过程中 复杂的运动轨迹 。整体运动分 4个阶段 : a1起始阶 段 ,平托板处于静齿条齿根面下方 ,偏心轮处于中间 行程 ,三角架处于最低位置点 ; b1上升平移阶段 ,平 托板上升至最高点位置同时离开静齿条向辊道靠
carrier board
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© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
5)辊道采用宽系列双列调心辊子轴承 3516, 承载力加大 、极限转速提高 , 其良好的调心性能使 辊身即使严重磨损后仍具有自动补偿的能力 。与之 相配的轴承座设计有在线加油油嘴 , 可实现不停机 的在线润滑 , 既提高了辊道的作业率又便于维护作 业。
6)下卸钢输送辊道由原来的伞齿轮箱集中传 动方式改为单电机单带形式 ,即使单台电机损坏也 不会影响到全线辊道的正常工作 。采用专用辊道电 机 JG2 - 51 - 10,增大了电机功率 ( 211 kW ) ,堵转 矩加大至 150 N·m,可频繁启停并正反转 。电机与 辊道间采用皮带联接传动方式 ,结构简单 、成本低廉 具有缓冲吸震的功能 ,传动平稳 ,噪声小 。过载时皮 带打滑保护电机有效解决了辊道电机频繁烧损的问 题 。下部电机底板设计成自动张紧可调试结构 (具 体结构见图 3 所示 ) ,利用电机的自重自动调节中 心距 ,可随时方便地调整皮带的张紧力 。
1 存在问题分析
改造前 ,小型车间采用集中传动的“行星齿轮 平托 ”的下卸钢方式 ,由单台减速机拖动 10台行星 齿减速机同步转动 ,带动托料板旋转一周完成钢筋 下床面的动作 。由于冷床床面过长 ( 55 m ) ,行星减 速机数量多 、负载转矩大 ,小功率的 350减速机输出 功率不足 ,且由于主传动轴过长同轴度难以保证 ,经 常出现因输出功率不足 、不同步而造成主传动轴夹 壳联轴器被卡断 、减速机高速轴打齿的设备故障 。
7～9月份主要技术经济指标对比 。
表 1 改造后产量提升
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改 造 月产 前
平均 日产
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平均 日产
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平均 日产
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近 ,偏心轮达到最大行程 ,三角架上升至最高点 ; c1 平移下落阶段 ,平托板下降平移至液道上平面 ,偏心 轮处于中间行程 ,三角架开始下落 ; d1下落返回阶 段 ,平托板下降平移至液道平面以下 ,偏心轮达到最 小行程 ,三角架下落至最低点 。运动分析过程图见 图 2所示 。
2)平托板由原先的 370 mm 加宽至 790 mm ,容 量加大 ,收集能力加强 , (一次下卸 10 的钢筋 72 根 , 12的钢筋 42根 ,容量是原来的 2倍 ) ;下卸钢 输送辊道辊身由原来的 450 mm 加长至 750 mm ,与 300 t冷剪剪刃相匹配 ,充分利用了冷剪的剪切能 力 ,使下卸的钢筋在辊身平面上处于平铺状态易于 剪切 ,减少了弯头的出现 ,提高了剪切质量 。
床面空冷过程 ,小规格螺纹钢中头部极易弯曲 , 变形的钢筋易缠绕住行星齿减速机的平托板 ,造成 减速机输出轴过载拧断 ,弯曲的钢筋头部也易穿插 入辊身与辊道盖板的间隙 ,造成辊道电机的烧损 。
平托板的设计宽度较窄 ( 370 mm ) ,容量小 ,经 常出现因冷床攒钢而被迫停机的热停工时 。钢筋下 卸到输送辊道上后呈小捆聚集状态 ,对下道工序的 冷剪剪切造成困难 ,经常出现有剪切弯头等质量事 故 。另外下卸钢输送辊道的辊身过短 、传动采用伞 齿轮箱集中传动方式待设计存有缺陷 ,影响剪切质 量 ,制约生产 。
关键词 : 四连杆偏心轮机构 下卸钢机构 行星齿轮平托 平托板
0 前言
2 改造方案
小规格螺纹钢端面小 、弯曲挠度大 ,在冷床齐头 后下床面收集的过程中易出现弯曲 、缠绕 、乱床面等 现象 ,劳动强度大 ,工作效率低 ,不利于产能的提升 。 特别是棒材厂小型车间以 10 mm、 12 mm 的小规 格螺纹钢生产为主 ,长年生产小规格螺纹钢 (部分 产品为出口品种 ) ,上述现象的存在严重制约着车 间产能和外观质量的提升 。
作者简介 : 李永峰 (1976 - ) , 男 , 2000年 7月毕业于莱钢电大机 械工程专业 。助理工程师 , 主要从事设备管理工作 。
1 - 传动轴轴承座下底面 ; 2 - 静齿条齿根线 (南北向基 准线 ) ; 3 - 传动轴轴承座中心线 ; 4 - 静齿条 ; 5 - 水平基准 (静齿条齿根 ,即辊道上平面 ) ; 6 - 辊道 (辊道支架 )中心线 ; 7 - 辊道 ; 8 - 辊道皮带轮 ; 9 - 水平基准 (静齿条齿根 ,即辊道 上平面 ) ; 10 - 辊筒中心线 ; 11 - 辊道轴承座下底面 ; 12 - 辊 道支架下底面 (水泥墩上平 )
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© 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
李永峰 , 等 : 棒材厂小型车间冷床下卸钢平托改造 第 3期 (总第 135期 )
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表 3 设备作业率
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86185
85109
85186 85193
通过以上比较可清楚地看出 ,下卸钢平托改造成功实施后提高了生产能力 、成材率及设备作业率 , 取得了良好的综合效益 。
特邀编辑 : 关中华
Tran sforma tion of Cooling Bed Steel2d ischarge Fla t Carr ier a t the Bar Plan t L i Yongfeng W ang Taixing
200717 200718 200719 平 均
改 造 月产 后
平均 日产
月产
平均 日产
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表 2 钢材成材率
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莱钢科技 2008年 6月