熱軋鑄錠銑床翻轉(zhuǎn)機技術(shù)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(zhuǎn)機使用過程中暴露出的問題，并針對這些問題做出相應(yīng)的技術(shù)改進，效果良好。
關(guān)鍵詞: 銑床; 鑄錠; 翻轉(zhuǎn)機; 垂直夾緊; 側(cè)夾緊
1.設(shè)備概況
南山輕合金熱軋引進進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、2#銑床、2#翻轉(zhuǎn)機，見圖 1。其工作流程為，鑄錠從鋸床上料，經(jīng)鋸床鋸掉頭尾后進入 1#銑床銑削 1 個上面、1 個側(cè)面和 2 個斜角，然后進入 1#翻轉(zhuǎn)機將鑄錠翻轉(zhuǎn)，翻轉(zhuǎn)完畢傳送到2#銑床加工 1 個上面、1 個側(cè)面和 2 個斜角，加工完畢經(jīng) 2#翻轉(zhuǎn)機直接傳出，用起重機吊走。由于 1#翻轉(zhuǎn)機銜接兩臺銑床，日常工作載荷大，聯(lián)機使用頻率高，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、液壓缸不同步、鑄錠跑偏、翻轉(zhuǎn)機竄動、翻轉(zhuǎn)圓盤開焊等故障，其是否穩(wěn)定運行，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)機技術(shù)攻關(guān)小組，針對翻轉(zhuǎn)機存在問題進行攻關(guān)，以提高設(shè)備性能，保證機組正常連續(xù)生產(chǎn)。本文主要介紹鑄錠翻轉(zhuǎn)機關(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(cè)面后，進入翻轉(zhuǎn)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(cè)夾緊裝置( 圖 4 所示) 頂住鑄錠 1 個側(cè)面，然后翻錠機在鏈條帶動下開始繞中心軸線旋轉(zhuǎn) 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(zhuǎn)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(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)前工作示意圖
2． 2 故障現(xiàn)象
鑄錠翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)鑄錠后，經(jīng)常會出現(xiàn) 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(xiàn)象，導(dǎo)致鑄錠無法正常落在輥道上。實際生產(chǎn)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(chǎn)。此外，夾緊油缸托鑄錠下降過程中顫抖嚴重，經(jīng)常性的劇烈顫抖導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)機圓盤頻繁開裂，嚴重時導(dǎo)致翻轉(zhuǎn)機框架大梁出現(xiàn)裂紋。
2． 3 故障分析
從鑄錠翻轉(zhuǎn)機液壓控制系統(tǒng)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(shè)計的初衷是通過單獨調(diào)節(jié)每個流量控制閥來保證 2 個油缸同步，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，2 個夾緊油缸不同步的故障又再次出現(xiàn)。從圖 2 翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)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(zhuǎn)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(zhuǎn) 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(shè)計流量補償功能設(shè)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(zhuǎn)機鑄錠傳送位置，即將翻錠機垂直夾緊機構(gòu)的位置移向中間( 在圖 2 中，夾緊機構(gòu)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(shè)計中翻轉(zhuǎn)機夾緊裝置由 2 個液壓缸驅(qū)動，還設(shè)有 6 個導(dǎo)向柱，導(dǎo)向柱太多摩擦力不均勻也對翻轉(zhuǎn)機翻轉(zhuǎn)后的夾緊、打開產(chǎn)生影響; 現(xiàn)將原來的 6 個導(dǎo)向柱改為 2 個，取消導(dǎo)向柱之間的連接大梁，每個油缸并聯(lián)一個導(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，在兩個垂直夾緊架側(cè)面各增加 1 個接近開關(guān)，一旦出現(xiàn)一側(cè)液壓缸先夾緊問題，另一側(cè)仍然會在系統(tǒng)補償下繼續(xù)動作，直至另一個接近開關(guān)被觸發(fā)，夾緊油缸停止動作( 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)，沒有顫動和鑄錠砸翻轉(zhuǎn)機現(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
鑄錠進入翻轉(zhuǎn)機，當垂直液壓缸夾緊后，側(cè)夾緊液壓缸開始動作，直至夾緊大梁與鑄錠側(cè)面接觸，防止鑄錠在翻轉(zhuǎn)時發(fā)生傾斜和滑動，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，偶爾會出現(xiàn)側(cè)夾緊兩個液壓缸動作不同步問題，由于之前側(cè)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(xiàn)液壓缸動作不同步，就會導(dǎo)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(cè)夾緊大梁與鑄錠之間有間隙，在翻轉(zhuǎn)時出現(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，每個液壓缸單獨驅(qū)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(guān)，改造前后對比見圖 4、5; 鑄錠垂直夾緊后，側(cè)夾緊開始動作，當一側(cè)夾緊接觸后，該側(cè)停止動作，而另一側(cè)仍然推進，待另一側(cè)接近開關(guān)觸發(fā)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(cè)夾緊裝置運行穩(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入翻轉(zhuǎn)機，翻轉(zhuǎn)后傳入 2#銑床，但是由于鑄錠在進入翻轉(zhuǎn)機前，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，銑削加工時鋁屑回收系統(tǒng)回收不完全; 另一方面，翻轉(zhuǎn)機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)銑刀盤的護罩。在保證銑削最大加工量時刀盤護罩不與鑄錠接觸的情況下，在刀盤護罩上焊接扁鐵圈，增加鋁屑吸收量;
(2) 改造翻轉(zhuǎn)機入口空氣吹掃。將原來 DN25 的壓縮空氣管改為 DN50 的壓縮空氣管，將原 1 個吹掃54噴嘴增加到 3 個，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，即使個別未吸凈的鋁屑也被翻轉(zhuǎn)機進口空氣吹掃系統(tǒng)吹掉，徹底避免了鋁屑壓入的缺陷。
5.其他問題
翻轉(zhuǎn)機傳動輥道鏈條張緊支架頻繁變形，以及驅(qū)動電機底座螺栓松動嚴重的問題。
5．1 故障現(xiàn)象
翻轉(zhuǎn)機每工作一段時間，就會出現(xiàn)傳動輥道鏈條張緊支架變形，以及驅(qū)動電機底座螺栓松動的問題，雖然鏈條張緊支架和電機底座螺栓一再加固，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)試時將翻轉(zhuǎn)機輥道驅(qū)動鏈條調(diào)整過緊，每次傳送鑄錠時，由于鏈條太緊造成所有輥道同時驅(qū)動，電機啟動扭矩太大，同時也易導(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行調(diào)整，避免過緊和過松，并在驅(qū)動電機底座固定處增加防竄動擋塊。改造后鑄錠運送平穩(wěn)，未出現(xiàn)鏈條張緊裝置損壞和驅(qū)動電機螺栓松動的問題。
6.結(jié)論
通過對翻轉(zhuǎn)機垂直夾緊、側(cè)夾緊大梁液壓缸動作不同步的改造，以及對鋁屑壓入鑄錠問題的解決，銑床翻轉(zhuǎn)機運行逐漸平穩(wěn)，整套銑床系統(tǒng)月產(chǎn)量提高30% 以上，銑床的開機率也明顯提高，改造效果明顯。
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