圆钢倒角机的设计分析

收稿日期:1996年11月16日

圆钢倒角机的设计分析

任　浩　孙宗江　孟祥瑞　黄　进

(莱芜钢铁总厂特殊钢厂)

摘　要　莱钢特钢厂设计了圆钢倒角机组对热轧圆钢两端的毛刺、锯切马蹄形、镦粗等缺陷进行磨削消

除。文章介绍了该圆钢倒角机组的工作原理和砂轮倒角机的设计思路。

关键词　倒角,圆钢,磨削

The Design of Eliminating -angle Machine for Round Steel

Ren Hao,Sun Zongjiang,M eng Xiangrui,Huang Jin

(T he Special Steel Plant of Laiw u Iron and Steel Gen eral Work s )

Abstract Laiw u Iron and S teel General W orks design s a elimin ating-angle machine for elimin ating bur r

and other detects of tw o sides of hot rolling round s teel.T his p aper introduces the w orking pr inciple of

this elim inating -angle m achine and th e des ign th inking of gr inding w hell elim inating -angle machin e.

Keyword eliminating -an gle ,round steel ,grind ing

1　前　言

热轧圆钢是在热状态下采用热锯切断,易出现毛刺和锯切马蹄形等缺陷。另外,冷床输入辊道末端多数采用固定挡板定位,因惯性原因,热状态下的钢材头部也极易碰撞镦粗。莱芜钢铁总厂特殊钢厂(简称莱钢特钢厂)于1996年初组织设计了一部圆钢倒角机组,本文主要介绍圆钢倒角机组的工作原理,并重点介绍砂轮倒角机的设计思路。

2　圆钢倒角机组的工作原理

2.1　工作原理

圆钢倒角机组构成如图1所示。机组适用范围是:圆钢直径: 36～ 85m m ;长度:4500～7500mm (莱钢特钢厂棒材定尺,长度为6m )。另外,可以根据钢材产品的规格要求,改变机组的部分设计尺寸。

将被倒角圆钢吊在散料布料台上,此段为工作平台,平台区由人工散料,并将圆钢逐根送到斜轨道上,斜轨道处的挡料器将圆钢挡住,分料器把圆钢逐根拨入拍齐辊道中,拍齐辊道将圆钢向倒角端拍齐,拍齐后,卸料机构把圆钢从拍齐辊中卸出,圆钢沿斜轨道下滑并通过拍齐定位板进入主传动的摩擦轮中,如图2(a)所示:压紧装置升程将工件压住,启动主传动轴让工件旋转起来,送进砂轮机开始倒角,倒角完毕,落下压紧装置(图2(b)),挑钢钩子将工件托上斜轨道,又一组挡料分料器将圆钢一根根的分到下一组拍齐辊道中,并向反方向拍齐,下一台砂轮倒角机将另一端倒角,最后一组挑钢勾子把成品送入收集槽中。圆钢借助与橡胶轮之间的第19卷　第2期

1997年4月山　东　冶　金Shando ng Yejin Vol.19,NO.2Ap ril 1997

图1　圆钢倒角机理简图1　散料布料台　2挡料分料器　3拍齐辊道及卸料机构　4主传动机构　5卸料器　6收集槽　7磨头机　8拍齐定位板　9压紧装置

摩擦力而旋转;压紧轮辅助定位并调整

工件的摩擦力矩;利用砂轮倒角是该设

计方案的主要内容。

2.2　主传动机构

如图3所示,主传动机构由主动轮

轴Ⅰ和惰性轮轴Ⅱ组成,主动轮轴和惰

性轮轴分别镶嵌了八组丁苯橡胶轮,间

距为900m m,靠磨削端两橡胶轮的间距

为600mm ,圆钢置于其间。主动轮转动

时,圆钢将借助与橡胶轮之间的摩擦力

而回转。热轧钢材总会有不同程度的弯

曲,为防止工件在两轮之间卡死和因跳

离胶轮而使摩擦力矩减小的现象出现,

设计时将主动轮轴的输入端固定,两轴

靠磨削端的两个橡胶轮也固定,其余两

轴所有的橡胶轮如图2(a )所示皆能上

下浮动,左右移动。

2.3　压紧装置

如图3所示,压紧装置设在倒角

端两个固定橡胶轮600mm 轮距之

间,并配备了两个橡胶轮,其结构如

图2(b)所示:统调平衡弹簧和调整

弹簧可以改变压紧轮的相对高度;平

衡弹簧可以把浮动部分的重量全部图2　压紧装置

a 升程

b 落下

平衡掉,调整弹簧可以调整压紧轮压力的大小;其运动原理是当液压缸升程时,压紧轮上升将工件压住,当液压缸回程时,压紧轮落下,让开空间卸料。其作用主要是稳定磨削工件,另外可以通过调整弹簧改变对工件的正压力,起增大摩擦力矩的作用。任　浩　孙宗江　孟祥瑞　黄　进 圆钢倒角机的设计分析

图3　主传动机构简图

3　砂轮倒角机

圆钢两端的切削状态较复杂,其主要原因是:(1)特殊钢的品种较多,硬度变化范围大,而且有些钢种轧制冷却后硬度很大,不宜采用刀具切削。(2)热轧钢材头部有不少缺陷,如弯曲、镦粗、马蹄形和撕裂等现象,切削参数难以确定。(3)刀具的修复与更换将会频繁,工作效率难以提高。鉴于以上原因,经反复比较,认为采取刀具切削比较困难,而采用砂轮倒角比较稳妥。

如图4所示,砂轮机在结构设计上做了特殊处理:砂轮机的主轴可以绕一个固定轴转动,而砂轮机主轴和固定轴的中心距恰好也是三角皮带轮传动的中心距,即当砂轮机主轴绕固定轴摆动时,皮带传动并不受影响。砂轮机的主轴是靠一个压缩弹簧4配合螺母5铰在砂轮机底座上,螺母5既担负砂轮主轴定位的作用,又给压缩弹簧预先设定一个与磨削抗力相对应的预压力,这一措施主要是针对钢材弯头和锯切马蹄形而采取的:当弯头对向砂轮时,磨削抗力将增大,于是弹簧被压缩,砂轮将绕固定轴向后摆动,自动减小磨削量;当弯头背离砂轮时,被压缩弹簧释放能量,实行跟踪磨削,这一动力特性既可以避免因磨削抗力过大而挤碎砂轮,又可以使弯头钢材、端面马蹄形等达到倒角均匀的目的。

图5示出在砂轮机的底座上均布开设了4条0～60°的圆弧地脚槽孔,通过旋转机头,砂轮机可以磨削外圆,最大可磨削60°的倒角。为满足砂轮的进给和保持砂轮均匀磨损的目的,分

别设置了横向和纵向两种进刀机构。

图4　砂轮机结构简图

1砂轮主轴　2固定转轴　3皮带轮　4压缩弹簧　5螺母 图5　砂轮机底座

4　磨削力的计算和砂轮电机功率及扭矩校核

4.1　磨削力的计算1997年4月山　东　冶　金