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熱軋鑄錠銑床翻轉機技術改造

2017-6-22 來源：煙臺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機使用過程中暴露出的問題，并針對這些問題做出相應的技術改進，效果良好。

關鍵詞: 銑床; 鑄錠; 翻轉機; 垂直夾緊; 側夾緊

1.設備概況

南山輕合金熱軋引進進口鑄錠銑床加工系統，該系統包括鋸床、1#銑床、1#翻轉機、2#銑床、2#翻轉機，見圖 1。其工作流程為，鑄錠從鋸床上料，經鋸床鋸掉頭尾后進入 1#銑床銑削 1 個上面、1 個側面和 2 個斜角，然后進入 1#翻轉機將鑄錠翻轉，翻轉完畢傳送到2#銑床加工 1 個上面、1 個側面和 2 個斜角，加工完畢經 2#翻轉機直接傳出，用起重機吊走。由于 1#翻轉機銜接兩臺銑床，日常工作載荷大，聯機使用頻率高，且設備存在一定缺陷，所以頻繁出現鑄錠翻轉后下降顫動、液壓缸不同步、鑄錠跑偏、翻轉機竄動、翻轉圓盤開焊等故障，其是否穩定運行，直接影響鋁鑄錠銑削加工系統的效率。為此，我公司成立鑄錠翻轉機技術攻關小組，針對翻轉機存在問題進行攻關，以提高設備性能，保證機組正常連續生產。本文主要介紹鑄錠翻轉機關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

2.垂直夾緊液壓缸不同步問題

2．1 翻轉機動作過程

鑄錠在銑床上加工完上表面、2 個斜上角及 1 個側面后，進入翻轉機。鑄錠移動至圖 2 所示位置后停止( 左端面對齊，由位置傳感器確定) ，接著 2 個垂直夾緊油缸伸出，帶動大梁和 8 個壓塊壓緊鑄錠上表面，使鑄錠壓緊在下表面輥道上; 側夾緊裝置( 圖 4 所示) 頂住鑄錠 1 個側面，然后翻錠機在鏈條帶動下開始繞中心軸線旋轉 180°，此時大梁和垂直夾緊油缸位于翻錠機下方; 2 個垂直夾緊油缸收縮，帶動大梁和 8個壓塊緩慢下降，鑄錠也隨之緩慢下降落到輥道上，此時鑄錠未加工表面處在上方; 翻錠機輥道開始轉動，使鑄錠傳送至 2#銑床工作臺，從而可以對鑄錠未加工表面進行銑削。

圖 2 翻轉機翻轉前工作示意圖

2． 2 故障現象

鑄錠翻轉機翻轉鑄錠后，經常會出現 2 個垂直夾緊油缸下降動作不同步，致使垂直夾緊裝置卡住的現象，導致鑄錠無法正常落在輥道上。實際生產時，只好臨時采用對油缸排油的方法讓活塞收縮，嚴重影響正常生產。此外，夾緊油缸托鑄錠下降過程中顫抖嚴重，經常性的劇烈顫抖導致翻轉機圓盤頻繁開裂，嚴重時導致翻轉機框架大梁出現裂紋。

2． 3 故障分析

從鑄錠翻轉機液壓控制系統上看，2 個垂直夾緊油缸的回路各有 1 個流量控制閥控制。原設計的初衷是通過單獨調節每個流量控制閥來保證 2 個油缸同步，但每次調節好后，再繼續工作( 尤其是鑄錠尺寸變化) 時，2 個夾緊油缸不同步的故障又再次出現。從圖 2 翻轉機翻轉前示意簡圖里，可以看到，2 個夾緊油缸的中心與鑄錠中心( 重心) 存在偏差。尚未翻轉時，鑄錠本身的重心并未落在 2 個垂直夾緊油缸上，此時2 個油缸活塞桿伸出，直至壓緊鑄錠，2 個油缸受力基本相等。但是，在反轉 180°后，此時鑄錠的重量全部落在 2 個垂直夾緊油缸上，由于鑄錠中心( 重心) 距離2 個夾緊油缸距離不同，因此，這 2 個油缸活塞受力是不同的( 右邊油缸受力大于左邊油缸) ，再加上液壓設計流量補償功能設計的不完善，從而造成 2 個夾緊油缸活塞運動速度不同步，鑄錠無法正常落在輥道上。

2．4 解決方案

首先，改變翻轉機鑄錠傳送位置，即將翻錠機垂直夾緊機構的位置移向中間( 在圖 2 中，夾緊機構向右移動) ; 同時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，這 2 個油缸受力基本保持相同。其次，原設計中翻轉機夾緊裝置由 2 個液壓缸驅動，還設有 6 個導向柱，導向柱太多摩擦力不均勻也對翻轉機翻轉后的夾緊、打開產生影響; 現將原來的 6 個導向柱改為 2 個，取消導向柱之間的連接大梁，每個油缸并聯一個導向柱，避免了因導向柱和連接大梁受力不均扭曲而造成液壓缸卡死的現象。此外，在兩個垂直夾緊架側面各增加 1 個接近開關，一旦出現一側液壓缸先夾緊問題，另一側仍然會在系統補償下繼續動作，直至另一個接近開關被觸發，夾緊油缸停止動作( 圖 3) 。改造后，鑄錠翻轉完成后，垂直夾緊液壓缸托著鑄錠下降平穩，沒有顫動和鑄錠砸翻轉機現象，圓盤和翻轉框架再未出現開裂問題。

圖 3 改造后翻轉機示意圖

3. 側夾緊梁連接銷斷裂

3． 1 側夾緊梁的作用

鑄錠進入翻轉機，當垂直液壓缸夾緊后，側夾緊液壓缸開始動作，直至夾緊大梁與鑄錠側面接觸，防止鑄錠在翻轉時發生傾斜和滑動，鑄錠向側夾緊方向翻轉。

3． 2 故障分析

側夾緊裝置因液壓系統限制，偶爾會出現側夾緊兩個液壓缸動作不同步問題，由于之前側夾緊裝置的2 個液壓缸是用 1 根大梁連在一起，所以一旦出現液壓缸動作不同步，就會導致單端大梁與鑄錠接觸，另 1個液壓缸動作不到位，使這端的側夾緊大梁與鑄錠之間有間隙，在翻轉時出現鑄錠側滑，撞擊大梁現象，導致大梁定位銷斷裂。

3． 3 解決方案

將側夾緊大梁取消，每個液壓缸單獨驅動 1 個夾緊塊，每個夾緊塊邊部同垂直夾緊裝置一樣各安裝 1個接近開關，改造前后對比見圖 4、5; 鑄錠垂直夾緊后，側夾緊開始動作，當一側夾緊接觸后，該側停止動作，而另一側仍然推進，待另一側接近開關觸發后液壓缸停止運動，鑄錠被完全夾緊，開始進行下一步動作。改造后側夾緊裝置運行穩定，沒有出現鑄錠側滑及撞擊夾緊大梁現象。