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BD2粗轧机机械设备的优化改造

摘要:BD2轧机设备是此生产线重要的工艺设备,可进行多孔型、多道次可逆轧制。由BD1开坯出来的轧件在此进行粗轧初步成形、方坯终轧成形,无论生产型钢、重轨或方坯,BD2轧机设备的状况对工艺的影响都非常关键。本文重点阐述BD2粗轧机机械设备的优化改造原因、内容、过程及效果。
BD2粗轧机机械设备的优化改造

BD2轧机机械设备主要包括轧辊机械传动系统、前后工作辊道、前后推床、前后横移链机、前后钳式翻钢机等,具有结构复杂、负荷大、冲击大、动作多、联锁和控制精度要求高等特点。随着生产线投产后,BD2轧机机械的缺陷对生产的影响越来越明显,翻钢机夹送辊掉落和凸轮卡死、工作辊道断轴和轴承座开裂、压下系统防轧卡缸脱落等机械事故时有发生。为解决以上问题,结合生产工艺实际和BD2设备机械结构,对BD2轧机区域机械设备进行优化创新,解决了机械上存在的问题。

1.BD2轧机机列结构优化

BD2轧机主机列机械包括轧辊驱动传动机械、轧辊压下系统、轧辊锁紧系统等。(1)压下系统铜垫板增加固定螺栓。BD2轧机中的电动压下装置采用全自动控制,由液压平衡装置配合快速调整辊缝,定位。一台变频电机通过两台蜗轮蜗杆减速机驱动两个压下丝杆,压下丝杆通过铜垫板和防轧卡缸压紧上轧辊的传动和操作侧,以调节上轧辊位置。在生产过程中,由于轧件的挤压及冲击作用,发生了压下丝杆与铜垫板间螺栓切断事故,维修时空间狭小,维修困难,浪费大量的时间与人力。通过现场设备解体检修,发现原设计联结丝杆与铜垫板的,只有1条M42x100螺栓,强度不够、定位不准,满足不了使用要求。(2)BD2轧机接轴托架增加垫块调平轴套。接轴托架用于轧机换辊时支撑万向联轴器。上下轧辊接轴托架的升降分别靠各自的液压缸驱动。换辊时,分别把上下托架运动至万向联轴器的轧辊侧端部,并支撑好万向联轴器,换辊完毕,再将托架与万向联轴器分离。结构改进前,接轴托架抬起万向轴时,不能保障辊端轴套中心线水平,抽辊后,辊端轴套容易翘头,迫使装辊时使用天车吊起万向轴来调平辊端轴套,费时费力。托架托起万向轴时,支撑点在托架上,而被支撑的支点分别是万向轴的法兰和辊端轴套。分析万向轴及其辊端轴套以及与之接触的托架结构,发现原设计的托架两处支点位于同一水平位置,没有考虑万向轴法兰与辊端轴套受支撑点处的径向尺寸不同,以致辊端轴套被抬起后,轴线不能保持水平。基于以上原因,查阅图纸并计算出法兰与辊端轴套受支撑处的径向尺寸的差异为25mm,在小径向尺寸的法兰支点处,各焊接一个厚度为25mm、大小为100*50铁块。(3)压下丝杆O型油封的快速更换。BD2轧机中电动压下系统中,压下丝杆与铜螺母是稀油润滑,在轧制过程中,因振动和冲击作用,铜螺母与轧机本体存在微小的相对运动,且油封周期性老化,需定期进行更换,在备件更换过程中,原来需要将整个压下系统拆卸下来进行更换。工作难度大、强度大。发明一种油封快速更换法,有效的解决了更换难度大的问题。具体如下:①上轧辊箱与电动压下丝杆同时上升到满足拆卸空间的位置。②将固定压下丝杆铜螺母的两个防转楔块拆卸下来。③保持电动压下丝杆自身不转动,手动操作轧辊平衡梁液压缸下降,利用压下铜螺母与丝杆自重,使丝杆与螺母同时下降到离开牌坊后合适的位置,露出油封后进行更换。④装配过程与拆卸过程相反。

2.BD2钳式翻钢机机械结构优化

为配合BD2轧机轧制,BD2前后钳式翻钢机用于对轧件进行翻转90°,当不需要翻转时,翻钢机横移离开轧线。钳式翻钢机相当于机械手,结构包括横移小车、夹紧装置、翻转步进梁、横梁轨道等,动作多,受轧件状况影响大,控制精度要求高。(1)BD2翻钢机夹送辊辊轴结构优化。夹紧装置由驱动

3.钣金网格试验落料品质管理实例

文中以某零件的侧围外板作为网格试验对象。通常在冲压件的钣金落料成形过程对比中,侧围外板部件往往较难实现成形控制。整个成形控制过程,涉及到内外圈流料平衡及大抽深性能指标。在冲压过程中侧围外板部件很容易因外观面达不到美观质量要求而成为残缺品,甚至出现明显的局部破裂或缩颈等严重缺陷,直接增加部件报废率,还会使机床停机故障时间延长,这样既费时间又费材料。从传统工艺经验来看,一旦出现以上缺陷问题才进行必要的处理,增加了反复修正的时间成本与资金成本。对侧围外板而言,基本工艺流程即为“落料一成形一修边整形一翻边整形一翻边整形冲冲压”。在具体的冲压生产工艺中,大量工业操作检测结果反馈可知,侧围外板生产会因材料拉延变形不均或某局段位置薄度过低等而致产品缺陷。即使材料材质相同,钢材供货企业也只是提供材料牌号性能范围,不同批次材料将显现出不同特性,毫无疑问会影响到钣金加工的品质管理。在应用基于网格试验方法进行板件试验后,能够在采集数据的分析基础上稳定得到围外板部品的成形特性,包括:材料流动、变薄特性、应变特性等。可具体看其等效厚度减薄率这一指标。从网格应变力与厚度减薄率的对应分析看,板件上不同区域均有临界状态的测量取值,而多数区域测量点的减薄率是安全可控的。试验中的板料曾有落料成形破裂的情况,分析原因主要与材料自身塑形变形能力有关。根据试验各类数据采集来实施成形极限曲线的计算与绘制。在零部件的风险测量点处取得数据反馈可知,其在成形极限曲线的投射区域更符合拉压变形的变形特性,安全裕度低。因此,对于常规工况下的钣金加工落料工序,若仍采用上述提到的性能较弱的材料进行配件冲压制作,只能达到7%的安全裕度,显然是其单点成形率影响到了整体的安全裕度。要有效提升钣金加工落料品质管理水平,就要提升单点区域的安全裕度,可参考模具调试方向灵活变动的思想,合理实施拉延筋打磨,或是利用局域静推增加光整度,或通过降低区域压边力或增大造型R角等措施,可合理解决破裂缩颈等品质问题,增加整体钣金加工生产的稳定性。

4.结语

钣金加工的落料工序品质管理具有严格的要求,只有在技术上转换思想,积极采用网格试验与成形极限图等技术优势,让落料工序中的板件冲压分离达到应有的特性效果,确保冲压生产的稳定性,才能更好地展现生产质量优势,做好生产品质管理。

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