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2024-01-09 02:39

浅析钢卷翻转工作平台的方案优化

钢铁是工业的粮食,我国近年来良好的经济形势,极大的推动了国内机械行业的大发展,随之带来对钢材的需求量不断上升。加快钢铁企业生产技术改造,提高钢铁企业生产效率和安全系数,是国家经济发展的需要,也是市场经济下现代化企业管理的需要。带钢是钢铁企业主要产品,根据带钢生产工艺要求,需要对带钢进行退火处理,而钢卷位置的变动成为退火过程中的必要工序,研究一种简易、灵活的钢卷翻转输送机构,对钢铁生产企业具有十分重要的实用价值。

1 钢卷翻转输送机的作用

钢卷翻转输送机顾名思义,就是对钢卷进行翻转和输送,在带钢生产过程中,需要对钢卷进行退火处理,而钢卷的常态为横向平卧,钢卷退火时的状态为纵向竖立,所以在对钢卷新型退火处理前,需要将钢卷位置进行翻转,钢卷重量一般在10吨至30吨之间,用人工翻转不现实,只能依靠翻转设备进行专业翻转。在带钢生产车间,对钢卷翻转完成后,需要用吊钩等辅助设备将带钢进行转移托运。

2 钢卷翻转输送机的现状

目前,用于实现钢卷翻转及输送功能的设备基本上是通过不同的装置来实现的,即将钢卷放置在翻转机上进行翻转,吊运至输送设备输送,这样的翻转及输送过程是由两利用热均衡原理及循环搅拌方式个不同的装置,即翻转机和输送台车分别完成的。常见钢卷翻转机主要有以下两种。

2.1机械式翻转机

机械式翻转机的主要功能是将钢卷由立式翻转成卧式,或由卧式翻转成立式。其主要特点是:(1)该设备适用于lo t至30 t的钢卷,翻转时间为20秒至30秒:(力对安装场地要求不高:(3)该设备在翻转过程中采用液压传动方式:(4)因为钢卷的停放位置相对集中和固定,所以摆放钢卷时必须要进行准确无误的操作。

2_2液压驱动翻转机

液压驱动翻转机有以下的主要特点:(1)由于常见尺寸一般都比较大f内径508 111113、外径1 900脚、高1 500 mm),所以要求的钢卷的转弯半径也较大;钢卷的重量也较大(30吨空压机),所以在进行翻转时就需要较大的驱动压力;(2)通过两个对称液压缸的运动来完成托板2的上升和下降;与液压缸连接的两托板在接触到钢卷时,在外负载的作用下,液压缸内的压力不断升高,在液压系统中装有压力继电器,当压力达到压力继电器的调定值时,压力继电器发出电信号,通过换向阀的功能,加上其他基本回路,就可实现液压系统的自动锁紧,从而支撑1丰钢卷;(3)该设备由于尺寸和重量都比较大,其转动轴设计为实轴,所以必然要求转动轴的直径和长度都比较大;(4)翻转支架和翻转钢卷所需的动力由翻转液压缸来提供。

2.3功能对比

通过以上两种翻转机的特点比较,可以看出上述两类翻卷机存在很多弊端,主要缺点为:(1)功能单一,设备使用率不高;(2)在实际工作过程中,往往要求钢卷要实现由卧式到立式以及从立式到卧式两种情况的翻转过程,但上述翻卷机只能实现单向翻转;(3)机械式翻卷机的底座是固定的,这样会在一定程度上影响车间布局;(4)占地而积较大,且底座固定,不便于行走台车的安装和使用;(5)采用实轴变频器转动,轴的直径和长度都设计的比较大;钢卷本身的转弯半径也比较大,以至在进行翻转时需要较大的驱动力(6)吊装次数增多,生产效率比较低。通过以上对两种翻卷机的分析可知,该类机型的性价比很低。所以对传统形式的翻卷机进行技术改造和升级是非常有必要的。

3 钢卷输送机的优化方案

考虑到带钢带卷的重量和体积比较大,且翻转动作是在可移动的车体上完成的,在进行翻转工作台的方案设计时,就要充分考虑承载方式、翻转方式和驱动方式。由于液压驱动可提供较大的驱动力,且可保证带卷翻转过程中的平稳性,故驱动方式考虑采用液压方式驱动。执行机构设计主要考虑以下两种方案:

3.1方案一

翻转平台绕一实心轴转动,其简化模型如图1所示,根据析图l所示的翻转机构具有桥梁等工程单位必备的实验检测装备如下特点:

(1)在翻转过程中钢卷的重心位置0点距离翻转工作台回转中心a店距离较远,导致翻转力矩较大,为了克服较大的阻力矩,所需的驱动力F较大;(2)距离三较大,翻转工作台的支撑轴受力也比较大,其直径、长度将会设计的比较大;(3)由于所设计的翻转输送工作台承重较大,且体积也较大。采用图示的工作台结构,为了满足使用要求,翻转工作台的体积和质中国科学院宁波材料技术与工程研究所研究员、中国工程院院士薛群基和研究员王立平带领的海洋功能材料团队研制的石墨烯基重防腐涂料已实现范围量产并进入大范围示范利用阶段量也将被设计得比较大。

以上所述的不足之处会使机器在生产过程中带来一些问题,比如轧厂所使用的上述形式的翻转工作台,因所需要的功率、体积都比较大,承受的载荷也比较大,在使用过程中,一根直径420毫米、长4 400毫米的翻卷机回转轴就因疲劳语音室强度严重不足而出现了裂纹现象,裂纹长度达200~240毫米。这种翻转工作台之所以会有上述缺点,主要还是因为在翻转过程中钢卷重心位置距翻转工作台转动中心的距离比较远,翻转时产生的负载阻力力矩较大所造成的。

3.2方案二

对方案一中的机构进行改进,通过减少带卷重心和翻转工作台转动中心的距离,达到降低阻力矩的目的。如图2所示,设计采用两个托辊分左右支撑操作台住整个工作台,将方案一中的回转轴去掉,通过两个托辊的支撑作用,翻转工作台工作时仍然是围绕该

严格履行各项卫生标准“回转轴”进行

翻转的,但实际上这根回转轴并不存在,即为一根虚拟轴。采用方案二的结构,钢卷的重心0点与翻转工作台的回转中心血点间的水平距离变得很小,有时甚至可以重合。这样的结构可以彻底克服方案一中结构的缺点,使结构更加紧凑、合理,既实现了翻转的功能,又可有效降低翻转所需要的功率,节约了能源和材料。

4 结束语

综合上述两种方案,在新型钢卷翻转输送机的设计中,对钢卷翻转机构采用同心回转结构,即如方案二所示,钢卷和翻转平台同心旋转,极大的减少了钢卷翻转阻力矩;同时将单轴支撑变为双托辊支撑,降低了单轴的应力,增大了翻转平台的受力而,使翻转平台工作更平稳。

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