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熱軋鑄錠銑床翻轉(zhuǎn)機(jī)技術(shù)改造

2017-6-22 來源：煙臺(tái)南山輕合金有限公司作者：李俊豐，孫妍

摘要: 文章列舉了熱軋鑄錠銑床翻轉(zhuǎn)機(jī)使用過程中暴露出的問題，并針對(duì)這些問題做出相應(yīng)的技術(shù)改進(jìn)，效果良好。

關(guān)鍵詞: 銑床; 鑄錠; 翻轉(zhuǎn)機(jī); 垂直夾緊; 側(cè)夾緊

1.設(shè)備概況

南山輕合金熱軋引進(jìn)進(jìn)口鑄錠銑床加工系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括鋸床、1#銑床、1#翻轉(zhuǎn)機(jī)、2#銑床、2#翻轉(zhuǎn)機(jī)，見圖 1。其工作流程為，鑄錠從鋸床上料，經(jīng)鋸床鋸掉頭尾后進(jìn)入 1#銑床銑削 1 個(gè)上面、1 個(gè)側(cè)面和 2 個(gè)斜角，然后進(jìn)入 1#翻轉(zhuǎn)機(jī)將鑄錠翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)完畢傳送到2#銑床加工 1 個(gè)上面、1 個(gè)側(cè)面和 2 個(gè)斜角，加工完畢經(jīng) 2#翻轉(zhuǎn)機(jī)直接傳出，用起重機(jī)吊走。由于 1#翻轉(zhuǎn)機(jī)銜接兩臺(tái)銑床，日常工作載荷大，聯(lián)機(jī)使用頻率高，且設(shè)備存在一定缺陷，所以頻繁出現(xiàn)鑄錠翻轉(zhuǎn)后下降顫動(dòng)、液壓缸不同步、鑄錠跑偏、翻轉(zhuǎn)機(jī)竄動(dòng)、翻轉(zhuǎn)圓盤開焊等故障，其是否穩(wěn)定運(yùn)行，直接影響鋁鑄錠銑削加工系統(tǒng)的效率。為此，我公司成立鑄錠翻轉(zhuǎn)機(jī)技術(shù)攻關(guān)小組，針對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)存在問題進(jìn)行攻關(guān)，以提高設(shè)備性能，保證機(jī)組正常連續(xù)生產(chǎn)。本文主要介紹鑄錠翻轉(zhuǎn)機(jī)關(guān)鍵部位存在的問題以及提出的技改方案。

圖 1 鋁鑄錠鋸銑加工系統(tǒng)

2.垂直夾緊液壓缸不同步問題

2．1 翻轉(zhuǎn)機(jī)動(dòng)作過程

鑄錠在銑床上加工完上表面、2 個(gè)斜上角及 1 個(gè)側(cè)面后，進(jìn)入翻轉(zhuǎn)機(jī)。鑄錠移動(dòng)至圖 2 所示位置后停止( 左端面對(duì)齊，由位置傳感器確定) ，接著 2 個(gè)垂直夾緊油缸伸出，帶動(dòng)大梁和 8 個(gè)壓塊壓緊鑄錠上表面，使鑄錠壓緊在下表面輥道上; 側(cè)夾緊裝置( 圖 4 所示) 頂住鑄錠 1 個(gè)側(cè)面，然后翻錠機(jī)在鏈條帶動(dòng)下開始繞中心軸線旋轉(zhuǎn) 180°，此時(shí)大梁和垂直夾緊油缸位于翻錠機(jī)下方; 2 個(gè)垂直夾緊油缸收縮，帶動(dòng)大梁和 8個(gè)壓塊緩慢下降，鑄錠也隨之緩慢下降落到輥道上，此時(shí)鑄錠未加工表面處在上方; 翻錠機(jī)輥道開始轉(zhuǎn)動(dòng)，使鑄錠傳送至 2#銑床工作臺(tái)，從而可以對(duì)鑄錠未加工表面進(jìn)行銑削。

圖 2 翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)前工作示意圖

2． 2 故障現(xiàn)象

鑄錠翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)鑄錠后，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn) 2 個(gè)垂直夾緊油缸下降動(dòng)作不同步，致使垂直夾緊裝置卡住的現(xiàn)象，導(dǎo)致鑄錠無法正常落在輥道上。實(shí)際生產(chǎn)時(shí)，只好臨時(shí)采用對(duì)油缸排油的方法讓活塞收縮，嚴(yán)重影響正常生產(chǎn)。此外，夾緊油缸托鑄錠下降過程中顫抖嚴(yán)重，經(jīng)常性的劇烈顫抖導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)機(jī)圓盤頻繁開裂，嚴(yán)重時(shí)導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)機(jī)框架大梁出現(xiàn)裂紋。

2． 3 故障分析

從鑄錠翻轉(zhuǎn)機(jī)液壓控制系統(tǒng)上看，2 個(gè)垂直夾緊油缸的回路各有 1 個(gè)流量控制閥控制。原設(shè)計(jì)的初衷是通過單獨(dú)調(diào)節(jié)每個(gè)流量控制閥來保證 2 個(gè)油缸同步，但每次調(diào)節(jié)好后，再繼續(xù)工作( 尤其是鑄錠尺寸變化) 時(shí)，2 個(gè)夾緊油缸不同步的故障又再次出現(xiàn)。從圖 2 翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)前示意簡圖里，可以看到，2 個(gè)夾緊油缸的中心與鑄錠中心( 重心) 存在偏差。尚未翻轉(zhuǎn)時(shí)，鑄錠本身的重心并未落在 2 個(gè)垂直夾緊油缸上，此時(shí)2 個(gè)油缸活塞桿伸出，直至壓緊鑄錠，2 個(gè)油缸受力基本相等。但是，在反轉(zhuǎn) 180°后，此時(shí)鑄錠的重量全部落在 2 個(gè)垂直夾緊油缸上，由于鑄錠中心( 重心) 距離2 個(gè)夾緊油缸距離不同，因此，這 2 個(gè)油缸活塞受力是不同的( 右邊油缸受力大于左邊油缸) ，再加上液壓設(shè)計(jì)流量補(bǔ)償功能設(shè)計(jì)的不完善，從而造成 2 個(gè)夾緊油缸活塞運(yùn)動(dòng)速度不同步，鑄錠無法正常落在輥道上。

2．4 解決方案

首先，改變翻轉(zhuǎn)機(jī)鑄錠傳送位置，即將翻錠機(jī)垂直夾緊機(jī)構(gòu)的位置移向中間( 在圖 2 中，夾緊機(jī)構(gòu)向右移動(dòng)) ; 同時(shí)采用中間定位的方式，讓不同長度的鑄錠均停止在中間位置，從而使鑄錠中心和 2 個(gè)垂直夾緊油缸的中心重合，這樣，無論油缸活塞伸出或收回時(shí)，這 2 個(gè)油缸受力基本保持相同。其次，原設(shè)計(jì)中翻轉(zhuǎn)機(jī)夾緊裝置由 2 個(gè)液壓缸驅(qū)動(dòng)，還設(shè)有 6 個(gè)導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱太多摩擦力不均勻也對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)后的夾緊、打開產(chǎn)生影響; 現(xiàn)將原來的 6 個(gè)導(dǎo)向柱改為 2 個(gè)，取消導(dǎo)向柱之間的連接大梁，每個(gè)油缸并聯(lián)一個(gè)導(dǎo)向柱，避免了因?qū)蛑瓦B接大梁受力不均扭曲而造成液壓缸卡死的現(xiàn)象。此外，在兩個(gè)垂直夾緊架側(cè)面各增加 1 個(gè)接近開關(guān)，一旦出現(xiàn)一側(cè)液壓缸先夾緊問題，另一側(cè)仍然會(huì)在系統(tǒng)補(bǔ)償下繼續(xù)動(dòng)作，直至另一個(gè)接近開關(guān)被觸發(fā)，夾緊油缸停止動(dòng)作( 圖 3) 。改造后，鑄錠翻轉(zhuǎn)完成后，垂直夾緊液壓缸托著鑄錠下降平穩(wěn)，沒有顫動(dòng)和鑄錠砸翻轉(zhuǎn)機(jī)現(xiàn)象，圓盤和翻轉(zhuǎn)框架再未出現(xiàn)開裂問題。

圖 3 改造后翻轉(zhuǎn)機(jī)示意圖

3. 側(cè)夾緊梁連接銷斷裂

3． 1 側(cè)夾緊梁的作用

鑄錠進(jìn)入翻轉(zhuǎn)機(jī)，當(dāng)垂直液壓缸夾緊后，側(cè)夾緊液壓缸開始動(dòng)作，直至夾緊大梁與鑄錠側(cè)面接觸，防止鑄錠在翻轉(zhuǎn)時(shí)發(fā)生傾斜和滑動(dòng)，鑄錠向側(cè)夾緊方向翻轉(zhuǎn)。

3． 2 故障分析

側(cè)夾緊裝置因液壓系統(tǒng)限制，偶爾會(huì)出現(xiàn)側(cè)夾緊兩個(gè)液壓缸動(dòng)作不同步問題，由于之前側(cè)夾緊裝置的2 個(gè)液壓缸是用 1 根大梁連在一起，所以一旦出現(xiàn)液壓缸動(dòng)作不同步，就會(huì)導(dǎo)致單端大梁與鑄錠接觸，另 1個(gè)液壓缸動(dòng)作不到位，使這端的側(cè)夾緊大梁與鑄錠之間有間隙，在翻轉(zhuǎn)時(shí)出現(xiàn)鑄錠側(cè)滑，撞擊大梁現(xiàn)象，導(dǎo)致大梁定位銷斷裂。

3． 3 解決方案

將側(cè)夾緊大梁取消，每個(gè)液壓缸單獨(dú)驅(qū)動(dòng) 1 個(gè)夾緊塊，每個(gè)夾緊塊邊部同垂直夾緊裝置一樣各安裝 1個(gè)接近開關(guān)，改造前后對(duì)比見圖 4、5; 鑄錠垂直夾緊后，側(cè)夾緊開始動(dòng)作，當(dāng)一側(cè)夾緊接觸后，該側(cè)停止動(dòng)作，而另一側(cè)仍然推進(jìn)，待另一側(cè)接近開關(guān)觸發(fā)后液壓缸停止運(yùn)動(dòng)，鑄錠被完全夾緊，開始進(jìn)行下一步動(dòng)作。改造后側(cè)夾緊裝置運(yùn)行穩(wěn)定，沒有出現(xiàn)鑄錠側(cè)滑及撞擊夾緊大梁現(xiàn)象。

圖 4 改造前側(cè)夾緊裝置

圖 5 改造后側(cè)夾緊裝置

4.翻轉(zhuǎn)機(jī)翻轉(zhuǎn)后已加工的鑄錠下表面粘鋁

4． 1 故障現(xiàn)象

1#銑床銑削好的鑄錠進(jìn)入翻轉(zhuǎn)機(jī)，翻轉(zhuǎn)后傳入 2#銑床，但是由于鑄錠在進(jìn)入翻轉(zhuǎn)機(jī)前，上表面存有未能吸走的鋁屑，鋁屑被垂直夾緊塊壓到鑄錠表面，一方面在銑削完畢的表面產(chǎn)生缺陷，另一方面壓到垂直夾緊的尼龍壓塊上，損傷尼龍壓塊，在后續(xù)銑削的鑄錠上產(chǎn)生壓痕。

4． 2 故障分析

鑄錠上存有鋁屑主要有兩方面原因，一方面，銑削加工時(shí)鋁屑回收系統(tǒng)回收不完全; 另一方面，翻轉(zhuǎn)機(jī)前端的鑄錠吹掃系統(tǒng)風(fēng)力不夠。

4． 3 解決方案

(1) 改造主銑刀盤和側(cè)銑刀盤的護(hù)罩。在保證銑削最大加工量時(shí)刀盤護(hù)罩不與鑄錠接觸的情況下，在刀盤護(hù)罩上焊接扁鐵圈，增加鋁屑吸收量;

(2) 改造翻轉(zhuǎn)機(jī)入口空氣吹掃。將原來 DN25 的壓縮空氣管改為 DN50 的壓縮空氣管，將原 1 個(gè)吹掃54噴嘴增加到 3 個(gè)，見圖 6。

圖 6 改造后的吹掃系統(tǒng)

改造后的鋁屑吸收效果明顯提高，即使個(gè)別未吸凈的鋁屑也被翻轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)口空氣吹掃系統(tǒng)吹掉，徹底避免了鋁屑?jí)喝氲娜毕荨?/font>

5.其他問題

翻轉(zhuǎn)機(jī)傳動(dòng)輥道鏈條張緊支架頻繁變形，以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)底座螺栓松動(dòng)嚴(yán)重的問題。

5．1 故障現(xiàn)象

翻轉(zhuǎn)機(jī)每工作一段時(shí)間，就會(huì)出現(xiàn)傳動(dòng)輥道鏈條張緊支架變形，以及驅(qū)動(dòng)電機(jī)底座螺栓松動(dòng)的問題，雖然鏈條張緊支架和電機(jī)底座螺栓一再加固，但仍不能解決這一問題。

5．2 故障分析

經(jīng)過現(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，外方調(diào)試時(shí)將翻轉(zhuǎn)機(jī)輥道驅(qū)動(dòng)鏈條調(diào)整過緊，每次傳送鑄錠時(shí)，由于鏈條太緊造成所有輥道同時(shí)驅(qū)動(dòng)，電機(jī)啟動(dòng)扭矩太大，同時(shí)也易導(dǎo)致張緊裝置受力過大而損壞。

5．3 解決方案

將所有輥道的鏈條張緊裝置進(jìn)行調(diào)整，避免過緊和過松，并在驅(qū)動(dòng)電機(jī)底座固定處增加防竄動(dòng)擋塊。改造后鑄錠運(yùn)送平穩(wěn)，未出現(xiàn)鏈條張緊裝置損壞和驅(qū)動(dòng)電機(jī)螺栓松動(dòng)的問題。

6.結(jié)論

通過對(duì)翻轉(zhuǎn)機(jī)垂直夾緊、側(cè)夾緊大梁液壓缸動(dòng)作不同步的改造，以及對(duì)鋁屑?jí)喝腓T錠問題的解決，銑床翻轉(zhuǎn)機(jī)運(yùn)行逐漸平穩(wěn)，整套銑床系統(tǒng)月產(chǎn)量提高30% 以上，銑床的開機(jī)率也明顯提高，改造效果明顯。

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