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螺旋焊管机组铣边机现场问题改进

来源:至德钢业 日期:2021-06-07 23:12:53 人气:580

螺旋焊管机组铣边机在现场生产过程中因结构设计不合理,出现一些问题,出现的主要问题有:

1)螺旋焊管机组生产过程中,铣边机的硬质合金刀片易损坏,刀片损坏以及刀片磨损失效后需要停机更换,整体更换刀片时,必须将刀盘从主轴上取下,发现刀盘取下困难。

2)刀盘的旋转铣削是通过主轴的旋转实现的,主轴与铣刀盘的动力传递靠轴端面上的键,实际生产过程中,刀盘转速达103.27r/min,切削线速度227m/min,对联结的键有极大的冲击力,经常由于滚键造成停机维修,严重影响正常生产。

3)铣边机主轴后端的轴承温升大,易损坏,轴承配置不合理。

4)铣边机上压辊的升降用油缸控制,上压辊和下压辊在生产中限制带钢的上下跳动、夹紧用侧面油缸控制,两处都使用油缸,导致浮动铣削功能失效。

5)带钢通过上、下压辊后会产生明显的压痕,辊印线处的焊管壁厚变薄,极易导致检验时壁厚超标,制造、安装不精确使得上、下压辊的辊印线不重合,会在带钢表面形成“之”字形压痕。

6)螺旋焊管在实际生产过程中,需要对中间托辊的高度微调,存在着调整操作不方便的问题。本章将对这六部分进行改进及优化。

刀盘和主轴头的定位方式、配合间隙改进

铣边机工作时,递送方向和铣削方向相同,铣削方式为顺铣,切削时,不能使用切削液降温,只能干切。刀盘和主轴的配合采用直孔,如图6-1所示。配合为间隙配合H7/h6,刀轴直径φ140,最大间隙0.065mm,最小间隙0mm。在停车更换刀具时,出现了刀盘不能顺利取下的问题,现场分析原因主要是主轴受力温升胀大,与刀盘的间隙配合变成过紧的过渡或者小过盈配合。说明主轴轴头与刀盘孔配合间隙过小,导致温升抱死。方案一:如果继续使用直孔轴配合,还要满足在更换刀片时顺利取下刀盘,只能增大配合间隙。配合间隙增大后将导致刀盘的径向跳动量变大,刀片的旋转精度降低,切削时产生振动,刀片所受的冲击载荷变大,造成刀片的使用寿命降低。在冲击载荷的作用下,刀刃正面产生冲击力,刀盘旋转速度越快,刀刃受到的冲击力将愈大,在冲击力的反复作用下,刀体受热,抗疲劳强度减低,出现疲劳断裂[58]。通过实践摸索,建议配合间隙0.07-0.1mm

方案二:重新设计刀盘和主轴头的定位配合,改用锥面定位方式替代直孔定位,如图6-2所示,锥度为1:4

锥面配合能够很好的解决间隙配合导致刀片旋转精度低的问题。锥面配合的缺点是主轴的加工难度增加,精度不易保证。

增加刀盘和主轴键联结数量

设计刀盘和主轴的键联结时,对实际工况考虑不周全,只注重键联结的静强度问题,未能全面考虑实际的冲击载荷,导致现场使用时,经常发生滚键的状况。主轴滚键后只能停止生产,进行维修。对此做出改进,在主轴端面和刀盘上加工4个均匀分布的键槽,相比原来增加了一对键槽,加强了主轴与刀盘的联结,加大了键的受力面积,如图6-3所示,避免了由于滚键造成的停机维修,解决了设备的实际生产问题。

主轴轴承配置改进

铣边机的主轴的轴承配置,直接影响着主轴的转动精度、受力、受热后的轴向伸缩等。图6-4为改进前主轴后端轴承为圆锥滚子轴承,主轴工作在重载工况下,温升会使得主轴会轴向伸长,按图6-4的轴承配置,限制了主轴的轴向伸长方向,为不合理设计,改进为图6-5轴承配置。主轴后端改进为圆柱滚子轴承后,轴承温升正常。

上压辊装置改进

上压辊装置和动力装置通过销和螺钉联结在一起,侧面的油缸固定在滑动座上,尾部通过轴和滑动座的孔形成旋转中心,整个动力装置可以绕尾部的轴旋转,如图6-6所示。

现阶段,我国的热轧板材技术及装备相比早期已得到了很大的提高,板材缺陷也已得到了很好的改善,但仍有一些波浪弯不可避免。在螺旋焊管生产工艺中,需要将两卷带钢对头、焊接,铣边机在过对头时钢板上下浮动幅度大,此时要求刀盘也要随带钢一起浮动,否则会出现坡口位置上下变化大的问题,不利于焊接。

铣边机在使用过程中,发现如下问题,上压辊的高低调节使用液压缸,侧面夹紧也使用液压缸,如果将上压辊油缸的压力调高后,就会将侧面油缸拔出来。动力装置和刀盘一起绕轴旋转到带钢的上侧,如果将侧面油缸的压力调高后,上压辊油缸的活塞杆就会缩回到油缸内,动力装置和刀盘一起旋转到带钢的下侧,这两种情况都无法铣削。针对上述问题对上压辊装置结构改进,改进方案为将上压辊升降改为机械调整结构,侧面仍然采用液压缸来夹紧。改进后如图6-7所示。

消除铣边上下压辊造成的管体压痕

适当的增加上、下压辊辊轮与带钢的接触面积,增加辊轮的数量和宽度。设备安装、调试时将上、下辊轮位置调整对正、对齐。确保所有同直径的辊轮在同一平面内。侧面夹紧油缸调试时,针对不同的钢级、板厚的带钢,设置合适的工作压力。

中间托辊装置高度微调机构改进

中间托辊装置的辊轮上表面为机组安装标高,保持不变。但在实际生产过程中,为了保证带钢铣边位置处于刀盘的中部,铣削出上下均匀的坡口,针对不同带钢宽度和厚度,需要对中间托辊的高度进行微调。原设计为靠增、减垫片来调整,每次调整都需要拆卸螺钉联结,使用行车吊装,操作费时、费力、还不安全。改进后如图6-8所示,托辊座底部安装一对楔块机构,通过调整调节螺杆,可以实现托辊的上升、下降。

本章小结

本章结合实际,针对螺旋焊管机组铣边机现场使用出现的问题,分析了产生问题的原因,提出了可行的结构改进方案。

本文标签:焊管 

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