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=摘 要本文主要介绍了对1500mm宽带卷筒设计参数优化前及优化后，对生产及维修起到的重要作用，并满足了设备安全高效稳定运行的需求。
关键词卷筒；分体式干油分配器；卷筒四棱锥面
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0153-01
1存在的问题及分析
1500mm宽带生产线卷筒采用了四棱锥柱销连杆式的结构。胀缩缸拉动锥心轴，锥心轴上的四棱锥面就可以推动柱销沿空心轴的孔向外顶开扇形板，使卷筒胀开。为保证扇形板、柱销和锥心轴的结合精度，在柱销中加有压缩弹簧。柱销承受带材对卷筒的抱紧力。
1.1宽带生产线产能提高的瓶颈问题
但由于原设计的卷筒存在诸多缺陷，导致卷筒寿命极低，严重影响了生产的进行，成为制约1500mm宽带生产线产能提高的瓶颈问题：
1）卷筒的润滑采用集中干油润滑，润滑管路设计不合理。多次通过联轴器、减速机及油缸的内部零件，由于部件的制造精度问题，而且卷筒内干油分配器布置不合理。在运行时由于润滑不良会使柱塞和棱锥轴摩擦面卡住，卷筒不能正常收缩，无法使用。
2）锥心轴上的四棱锥面角度和长度和油缸行程设计不合理，不能有效的支撑扇形板，会造成连接杆、销轴严重变形，多处空心轴限位块拉断，涨缩缸有时在极限状态，则可能造成干涉，损坏卷筒。
3）卷筒内柱销里面的压缩弹簧刚度偏低，无法平衡扇形板重量，造成在运行时扇形板不稳定，影响操作容易堆钢，同时影响卷筒和助卷辊寿命及传动系统稳定。
1.2工艺条件的改变引发的问题
1）2007年以来，先后开发和生产了SPHC、SPHD、IF、SPHE、X65等低碳、超低碳钢，因卷取温度高、氧化性强，加剧了卷筒内部结构的过早老化，销轴变形等一系列问题。
2）超厚规格的带卷的卷取，为了占领市场的短板部分，1500mm宽带生产线轧制了很多超厚规格的带卷，这导致了卷取机卷筒的寿命降低，扇形板过早松动，弹簧过早失效。
2技术改进情况
2.1润滑管路的优化和分体式干油分配器的应用
卷筒的润滑采用双线集中干油润滑。原设计的干油管路通过变速箱低速轴后面的旋转接头接入，经过低速轴中间的孔及联轴节处的软管与空心轴上的通孔相连，并最终传递到卷筒内部干油分配器处，并通过干油分配器供给各个润滑点。由于卷筒经常长时间在高温下作业，所以润滑十分重要，在正常工作状态下，如果在2个小时内没有润滑，那卷筒的寿命将会大大降低。
在使用过程中，由于管路大部分是通过减速机内部低速轴和联轴器内部管孔，无法判断漏油点，并且很难处理，针对这种情况，对干油润滑管路重新进行了优化，重新设计润滑管路，并加设球阀，以便于判断漏油点。
改用采用分体式干油分配器，更换简单，并将干油分配器固定在端面的外段，且将它们在端面处均布，大大节省了更换时间。并采用沉头螺栓与定位块的分配器固定方式，提高卷筒内部油路可靠性。
2.2对四棱锥面进行改进
1）改进四棱锥面的锥面角度。原设计的四棱锥面每一个斜面角度为7.2度，角度偏小，涨缩缸要很大行程才能把扇形板涨开，在如此大的压力下，如果涨缩缸行程太大，缸杆就容易折断，根据这一情况，将四棱锥面的斜面角度加大，但是如果角度太大就会出现自锁现象，经过实践和计算，将斜面角度加大到8度，此外，为了保证四棱锥面和柱销接触面的强度和耐磨性，我们在其表面堆焊以铜，经过计算，可满足工艺条件。
2）在四棱锥面设计上保证扇形板斜面上滑行不和棱锥相干涉。为了保证在控制系统无效的情况下卷筒不超行程工作，在设计油缸时使油缸的行程为棱锥面的斜面长度75％，对涨缩缸与扇形板斜面行程关系进行重新计算：从卷筒收缩到卷筒涨径，扇形板斜面与四棱锥心轴径向相对滑动35mm，斜面角度8°计算得到在斜面方向上相对滑动了53mm，所以把斜面长度扩大到60mm。保证柱塞始终在斜面上，不会碰到限位从而保护连接杆、销轴，空心轴限位块。
3）对压缩弹簧进行改进。在柱销内的压缩弹簧的作用，主要是保证扇形板、柱销和锥心轴表面之间能够贴紧，消除三者之间的间隙，但是由于该设计安全系数偏低，弹簧的弹性模量太小，卷筒在卷钢过程中平衡不了扇形板的重量，造成扇形板和助卷辊相撞，影响辊缝设定和卷筒和助卷辊寿命。针对这种情况，采用了大弹性模量的弹簧，使得刚度和强度得以保证。
4）卷筒头部支撑原设计不合理，端部靠螺栓固定，在生产过程中多次因螺栓松动被迫停产。改为加长端轴配合长度，选择适当过盈量，配合螺栓固定提高可靠性。
5）提高制造精度，提高运行平稳性。由于卷筒的体积和质量太大，要承受带钢头部的冲击和助卷辊的压靠，这就要求卷筒要有很强的动平衡，零件的制造制造要求提高，把各零件的表面精度、制造公差和形位公差控制在一个较高的水平，以此来提高卷筒的运行平稳性。
3应用效果及推广
经过对卷筒的这一系列适应性改造和参数优化，设备的适应性安全性达到了一个较高的水平，从根本上降低了维护难度满足了设备安全高效稳定运行的需求，极大的提高了卷筒的使用寿命。为今后的生产提供了重要的保障。
参考文献
[1]机械工程手册.机械工业出版社.
[2]机械设计手册.机械设计手册,编写组编写,化工出版社.
[3]闫嘉琪.机械设备维修基础,冶金工业出版社.
[4]汪德涛,林亨耀.设备润滑手册,机械工业出版社.
作者简介
张媛（1981—），女，汉族，助理工程师，主要从事机械技术管理。
关键词卷筒；分体式干油分配器；卷筒四棱锥面
中图分类号TM文献标识码A文章编号1673-9671-(2011)021-0153-01
1存在的问题及分析
1500mm宽带生产线卷筒采用了四棱锥柱销连杆式的结构。胀缩缸拉动锥心轴，锥心轴上的四棱锥面就可以推动柱销沿空心轴的孔向外顶开扇形板，使卷筒胀开。为保证扇形板、柱销和锥心轴的结合精度，在柱销中加有压缩弹簧。柱销承受带材对卷筒的抱紧力。
1.1宽带生产线产能提高的瓶颈问题
但由于原设计的卷筒存在诸多缺陷，导致卷筒寿命极低，严重影响了生产的进行，成为制约1500mm宽带生产线产能提高的瓶颈问题：
1）卷筒的润滑采用集中干油润滑，润滑管路设计不合理。多次通过联轴器、减速机及油缸的内部零件，由于部件的制造精度问题，而且卷筒内干油分配器布置不合理。在运行时由于润滑不良会使柱塞和棱锥轴摩擦面卡住，卷筒不能正常收缩，无法使用。
2）锥心轴上的四棱锥面角度和长度和油缸行程设计不合理，不能有效的支撑扇形板，会造成连接杆、销轴严重变形，多处空心轴限位块拉断，涨缩缸有时在极限状态，则可能造成干涉，损坏卷筒。
3）卷筒内柱销里面的压缩弹簧刚度偏低，无法平衡扇形板重量，造成在运行时扇形板不稳定，影响操作容易堆钢，同时影响卷筒和助卷辊寿命及传动系统稳定。
1.2工艺条件的改变引发的问题
1）2007年以来，先后开发和生产了SPHC、SPHD、IF、SPHE、X65等低碳、超低碳钢，因卷取温度高、氧化性强，加剧了卷筒内部结构的过早老化，销轴变形等一系列问题。
2）超厚规格的带卷的卷取，为了占领市场的短板部分，1500mm宽带生产线轧制了很多超厚规格的带卷，这导致了卷取机卷筒的寿命降低，扇形板过早松动，弹簧过早失效。
2技术改进情况
2.1润滑管路的优化和分体式干油分配器的应用
卷筒的润滑采用双线集中干油润滑。原设计的干油管路通过变速箱低速轴后面的旋转接头接入，经过低速轴中间的孔及联轴节处的软管与空心轴上的通孔相连，并最终传递到卷筒内部干油分配器处，并通过干油分配器供给各个润滑点。由于卷筒经常长时间在高温下作业，所以润滑十分重要，在正常工作状态下，如果在2个小时内没有润滑，那卷筒的寿命将会大大降低。
在使用过程中，由于管路大部分是通过减速机内部低速轴和联轴器内部管孔，无法判断漏油点，并且很难处理，针对这种情况，对干油润滑管路重新进行了优化，重新设计润滑管路，并加设球阀，以便于判断漏油点。
改用采用分体式干油分配器，更换简单，并将干油分配器固定在端面的外段，且将它们在端面处均布，大大节省了更换时间。并采用沉头螺栓与定位块的分配器固定方式，提高卷筒内部油路可靠性。
2.2对四棱锥面进行改进
1）改进四棱锥面的锥面角度。原设计的四棱锥面每一个斜面角度为7.2度，角度偏小，涨缩缸要很大行程才能把扇形板涨开，在如此大的压力下，如果涨缩缸行程太大，缸杆就容易折断，根据这一情况，将四棱锥面的斜面角度加大，但是如果角度太大就会出现自锁现象，经过实践和计算，将斜面角度加大到8度，此外，为了保证四棱锥面和柱销接触面的强度和耐磨性，我们在其表面堆焊以铜，经过计算，可满足工艺条件。
2）在四棱锥面设计上保证扇形板斜面上滑行不和棱锥相干涉。为了保证在控制系统无效的情况下卷筒不超行程工作，在设计油缸时使油缸的行程为棱锥面的斜面长度75％，对涨缩缸与扇形板斜面行程关系进行重新计算：从卷筒收缩到卷筒涨径，扇形板斜面与四棱锥心轴径向相对滑动35mm，斜面角度8°计算得到在斜面方向上相对滑动了53mm，所以把斜面长度扩大到60mm。保证柱塞始终在斜面上，不会碰到限位从而保护连接杆、销轴，空心轴限位块。
3）对压缩弹簧进行改进。在柱销内的压缩弹簧的作用，主要是保证扇形板、柱销和锥心轴表面之间能够贴紧，消除三者之间的间隙，但是由于该设计安全系数偏低，弹簧的弹性模量太小，卷筒在卷钢过程中平衡不了扇形板的重量，造成扇形板和助卷辊相撞，影响辊缝设定和卷筒和助卷辊寿命。针对这种情况，采用了大弹性模量的弹簧，使得刚度和强度得以保证。
4）卷筒头部支撑原设计不合理，端部靠螺栓固定，在生产过程中多次因螺栓松动被迫停产。改为加长端轴配合长度，选择适当过盈量，配合螺栓固定提高可靠性。
5）提高制造精度，提高运行平稳性。由于卷筒的体积和质量太大，要承受带钢头部的冲击和助卷辊的压靠，这就要求卷筒要有很强的动平衡，零件的制造制造要求提高，把各零件的表面精度、制造公差和形位公差控制在一个较高的水平，以此来提高卷筒的运行平稳性。
3应用效果及推广
经过对卷筒的这一系列适应性改造和参数优化，设备的适应性安全性达到了一个较高的水平，从根本上降低了维护难度满足了设备安全高效稳定运行的需求，极大的提高了卷筒的使用寿命。为今后的生产提供了重要的保障。
参考文献
[1]机械工程手册.机械工业出版社.
[2]机械设计手册.机械设计手册,编写组编写,化工出版社.
[3]闫嘉琪.机械设备维修基础,冶金工业出版社.
[4]汪德涛,林亨耀.设备润滑手册,机械工业出版社.
作者简介
张媛（1981—），女，汉族，助理工程师，主要从事机械技术管理。