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摘 要：棒材矫直机的调角机构是矫直机在调整和工作过程中保证精度的必要部分，本文针对七辊棒材矫直机调角机构故障原因进行分析，提出改进及解决办法，并在杭钢中轧厂改进，实施效果良好。
关键词：棒材矫直机；调角机构；故障分析；改进
【分类号】：TD327.3
0 前言
棒材矫直机的调角机构是矫直机中的一个重要部分，在棒料矫直过程中起着矫直辊角度调整及角度锁紧作用，保障矫直时矫直辊与棒材处于设计辊形曲线包络位置，保证矫直精度的实现。
1 棒材矫直机调角机构的结构与工作原理
棒材矫直机调角机构为电动调整，液压锁紧（见图1：调角机构详图）。一侧为丝杆螺母机构，由电机通过减速机带动螺杆轴向运动，通过顶块顶向压下系统的油缸，使压下液压缸筒转动，调整至工艺要求角度后，另外一侧为液压机构，液压缸进压力油，进行液压锁紧。矫直辊座安装在液压缸筒上，从而达到调整矫直辊旋转角的目的。每个辊体上都采用相同的机构，使矫直辊固定锁紧。调角机构端部采用法兰联结。角度调整是在非矫直状态下完成的，角度调整到位后，液压系统启动，液压机构油缸推紧，保证角度调整到位，保障矫直精度。
1、主机 2、压下油缸 3压块 4、液压机构 5、丝杆螺母机构
图1 调角机构详图
2 调角机构常见故障及分析
杭钢中轧厂目前在用三台各个规格棒材矫直机，角度调整机构均为相同设计。在矫直使用过程中，发现调角机构经常出现抖动现象，同时，压下系统在调整过程中，会出现卡死现象。通过对调角机构的拆检，发现故障的主要原因为调角机构两侧的压块磨损偏快（见图1：Ⅰ部），同时每次液压锁紧侧锁紧时冲击较大，表面容易出现凹陷。这样，锁紧压块顶向压下油缸处表面不平，矫直受力时压下缸出现抖动，而压块与活塞杆靠六个六角螺丝连接，多次受冲击后容易折断，折断后，压块掉落，将压下油缸运动卡死。
造成压块受冲击折断或者磨损过快的主要原因为调角系统液压侧冲击较大。对矫直机工作状态进行分析：原有设计时，丝杠螺母系统调整时，液压系统不工作，此时调角液压缸活塞杆与压下油缸存在较大间隙，待丝杠调整到位后，再开启液压系统，活塞杆快速顶紧，由于压块与压下缸还间隙的存在，使压块锁紧压下缸时有极大冲击，压块为铜件，表面很容易出現凹陷。同时，为处理矫直中喂钢问题，压下缸偶尔需要抬起，活塞动作，整个缸体上下运动，此时压块受调角系统高压，带载顶住压下缸，造成压块磨损加大，增加了故障发生概率。
3 改进方案
通过原因分析，只要将调角压块与压下缸之间间隙的排除，使液压机构启动时，顶杆活塞无位移动作，压块静止顶住压下油缸，就可以降低角度调整时的冲击，防止压块出现变形而无法顶住压下油缸。而同时在缸体上下运动时，需要降低调角系统油缸侧压力，以降低运动摩擦，减少压块磨损速度。以上两点通过对调角液压系统的改进来实施（见图2 液压系统比较图）。
图2 液压系统对比图（简化）
原有角度调整液压系统为12～14MPa系统工作压力。角度调整时，系统泄压为零，此时压块与压下缸就出现间隙，机械调整结束进行液压锁紧，工作即为12MPa以上，锁紧时压块冲击大。而改进后液压系统，增加了电磁换向阀阀1，调压阀2。在辊缝调整状态时，电磁换向阀1动作，溢流阀2工作，系统压力调整为4MPa，将压块锁紧。无论调角丝杆如何动作，压块紧紧靠住压下缸，防止间隙产生，从而避免升压冲击。在矫直状态时，电磁换向阀1复位，工作压力升压为12MPa，满足矫直要求。同时，当压下缸上下动作时，电磁换向阀1也进行动作，系统降压至4MPa，减少调角压块与压下缸的摩擦力，防止压块过快磨损。这样，改进后液压系统能有效防止锁紧时间隙而带来的冲击，同时也能降低压块与压下缸互相运动时的摩擦力。
液压系统设置高压为原有正常工作压力，而低压的确定需要核算调角丝杆组件的推力必须大于液压组件推力，根据调角电机功率、速比、液压缸压力、活塞面积进行计算，在杭钢180棒材矫直机核算中，系统压力选取4MPa，可满足调角机构顺利调整，
4 应用
调角机构液压系统改进，首先在杭钢中轧180棒材矫直机上进行了应用。系统运行三个月后，对调角机构进行了拆检，压块磨损非常小，压下缸也无冲击印痕，压块连接螺丝无损坏，连接可靠。之后的运行中，再无出现压下缸抖动状况，系统改进取得效果良好。矫直机调角机构稳定，角度锁紧可靠，设备整体运行稳定，达到了预期的效果。在运行一年后，将另外两台棒矫也进行了改进，都取得了比较好的效果。
5 结语
随着冶金企业装备提升，棒材矫直机的应用越来越广泛，在应用过程中会出现各类问题，在对运行工况进行详尽了解分析后，需要对相应的设备进行改进，本文是对棒材矫直机调角机构故障进行了分析并提出相应解决方法，同时也適合其他企业在棒材矫直机设计或大修改进时采用。
参考文献：[1]吴昌国 西重所开发的高精度瞥棒矫直机 重型机械1994.53-54；
[2]刘水旭等 七辊斜辊矫正机调试研究 冶金设备1994.1 45-51；
关键词：棒材矫直机；调角机构；故障分析；改进
【分类号】：TD327.3
0 前言
棒材矫直机的调角机构是矫直机中的一个重要部分，在棒料矫直过程中起着矫直辊角度调整及角度锁紧作用，保障矫直时矫直辊与棒材处于设计辊形曲线包络位置，保证矫直精度的实现。
1 棒材矫直机调角机构的结构与工作原理
棒材矫直机调角机构为电动调整，液压锁紧（见图1：调角机构详图）。一侧为丝杆螺母机构，由电机通过减速机带动螺杆轴向运动，通过顶块顶向压下系统的油缸，使压下液压缸筒转动，调整至工艺要求角度后，另外一侧为液压机构，液压缸进压力油，进行液压锁紧。矫直辊座安装在液压缸筒上，从而达到调整矫直辊旋转角的目的。每个辊体上都采用相同的机构，使矫直辊固定锁紧。调角机构端部采用法兰联结。角度调整是在非矫直状态下完成的，角度调整到位后，液压系统启动，液压机构油缸推紧，保证角度调整到位，保障矫直精度。
1、主机 2、压下油缸 3压块 4、液压机构 5、丝杆螺母机构
图1 调角机构详图
2 调角机构常见故障及分析
杭钢中轧厂目前在用三台各个规格棒材矫直机，角度调整机构均为相同设计。在矫直使用过程中，发现调角机构经常出现抖动现象，同时，压下系统在调整过程中，会出现卡死现象。通过对调角机构的拆检，发现故障的主要原因为调角机构两侧的压块磨损偏快（见图1：Ⅰ部），同时每次液压锁紧侧锁紧时冲击较大，表面容易出现凹陷。这样，锁紧压块顶向压下油缸处表面不平，矫直受力时压下缸出现抖动，而压块与活塞杆靠六个六角螺丝连接，多次受冲击后容易折断，折断后，压块掉落，将压下油缸运动卡死。
造成压块受冲击折断或者磨损过快的主要原因为调角系统液压侧冲击较大。对矫直机工作状态进行分析：原有设计时，丝杠螺母系统调整时，液压系统不工作，此时调角液压缸活塞杆与压下油缸存在较大间隙，待丝杠调整到位后，再开启液压系统，活塞杆快速顶紧，由于压块与压下缸还间隙的存在，使压块锁紧压下缸时有极大冲击，压块为铜件，表面很容易出現凹陷。同时，为处理矫直中喂钢问题，压下缸偶尔需要抬起，活塞动作，整个缸体上下运动，此时压块受调角系统高压，带载顶住压下缸，造成压块磨损加大，增加了故障发生概率。
3 改进方案
通过原因分析，只要将调角压块与压下缸之间间隙的排除，使液压机构启动时，顶杆活塞无位移动作，压块静止顶住压下油缸，就可以降低角度调整时的冲击，防止压块出现变形而无法顶住压下油缸。而同时在缸体上下运动时，需要降低调角系统油缸侧压力，以降低运动摩擦，减少压块磨损速度。以上两点通过对调角液压系统的改进来实施（见图2 液压系统比较图）。
图2 液压系统对比图（简化）
原有角度调整液压系统为12～14MPa系统工作压力。角度调整时，系统泄压为零，此时压块与压下缸就出现间隙，机械调整结束进行液压锁紧，工作即为12MPa以上，锁紧时压块冲击大。而改进后液压系统，增加了电磁换向阀阀1，调压阀2。在辊缝调整状态时，电磁换向阀1动作，溢流阀2工作，系统压力调整为4MPa，将压块锁紧。无论调角丝杆如何动作，压块紧紧靠住压下缸，防止间隙产生，从而避免升压冲击。在矫直状态时，电磁换向阀1复位，工作压力升压为12MPa，满足矫直要求。同时，当压下缸上下动作时，电磁换向阀1也进行动作，系统降压至4MPa，减少调角压块与压下缸的摩擦力，防止压块过快磨损。这样，改进后液压系统能有效防止锁紧时间隙而带来的冲击，同时也能降低压块与压下缸互相运动时的摩擦力。
液压系统设置高压为原有正常工作压力，而低压的确定需要核算调角丝杆组件的推力必须大于液压组件推力，根据调角电机功率、速比、液压缸压力、活塞面积进行计算，在杭钢180棒材矫直机核算中，系统压力选取4MPa，可满足调角机构顺利调整，
4 应用
调角机构液压系统改进，首先在杭钢中轧180棒材矫直机上进行了应用。系统运行三个月后，对调角机构进行了拆检，压块磨损非常小，压下缸也无冲击印痕，压块连接螺丝无损坏，连接可靠。之后的运行中，再无出现压下缸抖动状况，系统改进取得效果良好。矫直机调角机构稳定，角度锁紧可靠，设备整体运行稳定，达到了预期的效果。在运行一年后，将另外两台棒矫也进行了改进，都取得了比较好的效果。
5 结语
随着冶金企业装备提升，棒材矫直机的应用越来越广泛，在应用过程中会出现各类问题，在对运行工况进行详尽了解分析后，需要对相应的设备进行改进，本文是对棒材矫直机调角机构故障进行了分析并提出相应解决方法，同时也適合其他企业在棒材矫直机设计或大修改进时采用。
参考文献：[1]吴昌国 西重所开发的高精度瞥棒矫直机 重型机械1994.53-54；
[2]刘水旭等 七辊斜辊矫正机调试研究 冶金设备1994.1 45-51；