宝钢2050热轧精轧机工作辊换辊液压缸国产化研制.pdf

2 0 1 0年 8月 第 3 8卷 第 l 6期 机床与液压 MACHI NE T 0OL HYDRAULI CS Au g ． 2 01 0 V0 l _ 3 8 No ． 1 6 DOI 1 0 ． 3 9 6 9 ／ j ． i s s n ． 1 0 0 13 8 8 1 ． 2 0 1 0 ． 1 6 ． 0 3 9 宝钢 2 0 5 0热轧精轧机工作辊换辊液压缸国产化研制 朱为民 ，左林 韶关液压件厂有限公司，广 东韶关 5 1 2 0 2 7 摘要介绍宝钢热轧精轧机工作辊换辊液压缸的工作特性，国产化研制过程和生产技术难点，该技术具有较强实用 性。 关键词精轧机；换辊；液压缸；触点 中图分类号T H 1 3 7 文献标识码 B 文章编号1 0 0 1 3 8 8 1 2 0 1 0 1 61 0 2 2 宝钢 2 0 5 0热轧精轧 机工作辊换 辊液压缸 国产化 研制项目，是由宝钢设备部审批立项的重点备件国产 化研制项 目，韶关液压件厂有 限公 司承担了该项 目的 研制。研制周期一年，并在其后的一年上机考核期顺 利通过了工况考核，其各项技术指标均达到了原进口 件 的水平。 1 换辊液压缸的技术特点 宝钢热轧精轧机工作辊换辊液压缸 由于技术难度 大 ，技术性能要求 高，之前 一直依赖从原 产地德 国进 口。换辊液压缸安装于热轧主机侧换辊装 置 ，装机量 7台，工作环境恶劣 ，其控制的工作辊重量大，动作 要求平稳，定位精度要求高，它的主要技术参数如 下 I 换辊液压缸的规格为 西 l 8 0 1 2 5 5 9 O 工作行程长是该 液压缸 的一 大特点 ，对 于 6 1 8 o 缸径的液压缸 ，这么长的行程属于超长行程 ，如何确 保其工作的稳定性是该课题 一大难点。 2 活塞杆上带有 6个发讯触点 由于工作辊更换时，要求动作平稳但又要保持一 定 的生产节奏 ，并且工作辊 的定位必须准确且易于控 制 。在设备原设计 时换辊液压缸带有 区间位置感应装 置 ，由于液压缸行程超长不宜用位移传感器装置 ，故 采用 了特殊的触点感应装置 在液压缸活塞杆上的特 定位置预置了用于发讯的触点共 6个 ，安装于液压 缸 端部的感应器通过这6个触点实现行程位置的检测和 控制。触点的模拟发讯测试要求是最远点 2 0 m m 信号触发可靠无误。活塞杆上设置这 6个触点是此次 研制的最大难点。 3 液 压缸 的 工 作压 力 为 2 0 M P a ，试 验 压 力 3 2 M P a ，有杆 腔 与无 杆 腔 分 别保 压 5 m i n ，压 降 1 ． 5％ 3 2 MPa 。 4 最低启 动压力 ≤O ． 8 M P a 。 5 泄 漏。不 得 有 任何 外 泄 漏 ；内泄 漏 ≤2 ． 5 mL ／ rai n 。 6 速度 ⋯ 2 0 0 m m ／ s 。 7 行程 为 6 5 9 0 5 m m。 8 缓冲。液压缸在行程两端具有 良好的缓冲， 缓 冲行程 ≤1 0 0 m m，缓冲效果可根据需要调节 。 2 研 制过 程 2 ． 1 技 术 交流 作者所在公 司工 程师与宝 钢 2 0 5 0热轧精 轧作业 区工程师及热轧技术组做 了详细的技术交流 ，充分 了 解换辊液压缸的工作特性 和工况条件。 2 ． 2换辊 液压 缸 的现 场测绘 作者及同事根据用户提供的液压缸实样 报废 备件对液压缸进行 了详细的解体测绘 ，针对换辊 液压缸的技术特点，在测绘时除确保所有零件尺寸的 准确性外 ，着重对液压缸活塞杆发讯触点 的设置 、液 压缸的密封形式 、活塞杆 和活塞的导向方式 、液压缸 的缓 冲方式 和 调整方 法进 行 了现场分 析与 研究 ，同 时 ，对液压缸主要零部件材料进行检测 。尤其是活塞 杆上 的发讯触点 ，这在 以前的制造 中还是空 白，现场 提供 的是它的工作特性 ，为了确保研制成功 ，少走弯 路 ，对触点进行 了专项检测 ，分析它的金属成份及硬 度以及触点在活塞杆本体上 的埋入方法等。 2 ． 3 图纸设 计 根据宝钢现场提供的有关技术资料 、双方进行的 技术交流 以及测 绘报告及测绘 图纸 ，首先对所有零件 进行 了精确验算 ，根据 国内实情 ，对各零件拟用材料 与原进 口件进行全方位的对 比，验证可行性 ，对几个 重点难点进行多次研讨 ，完成 了设计 ，在 与宝钢技术 部门会审后对 图纸进行了最终完善 。 难点一 长行程液压缸 的工作稳定性 换辊液压缸活塞 杆直径为 西 1 2 5 m m，而液压缸的 收稿 日期 2 0 0 9 0 71 3 作者简介朱为民 1 9 6 6 一 ，男，工程师，主要从事高、精、尖液压缸的研究与研发，流体传动与控制专业。电话0 7 5 1 8 2 6 0 8 3 5，Ema i l j u we mi n s i n a ． c o rn。 第 l 6期 朱为民 等宝钢2 0 5 0热轧精轧机工作辊换辊液压缸国产化研制 1 0 3 行程却有 6 5 9 0 m m，这样细长的液压缸如果设计不 慎 ，很容易 出现工作失稳 的现象 ，如爬行 、振动 、活 塞杆挠曲等。根据测绘资料和验算分析 ，在零件几何 尺 寸不变 的前提下 ，把活塞 的导 向长度和活塞杆导 向 套 的导 向长度尽可能加大 。导 向套采用导 向性能很好 Z 的锡青铜 S n 6 - 6 - 3 ；活塞则在中部堆焊铝青铜 ，两侧 加以复合 聚 四氟 乙烯 与 青铜 的导 向带 作 导 向。这 种 “ 软硬兼施”的导向方式实践证明非常适合长行程液 压缸 ，见 图 1 。 图 1 发讯触点 难点二 活塞杆上 的发讯触点 的制作 换辊液压缸活塞杆的 6个发讯 触点 ，材质是 9 9 ％ 的纯铜，它需要在活塞杆精加工前埋人并与活塞杆一 起精加工，并电镀硬铬，成型后与活塞杆外表面为一 完 整 表 面，粗 糙 度 R a O ． 2 。如何 确保 埋入 触点 后 活塞 杆 的精 度 成为 此 次研 制 课 题 的 最大难点 ，见 图 2 。 2 ． 4工 艺方案研 究 图2 活塞的导向方式 换辊液压缸的制作工艺除活塞杆外，其他大部分 零件的加工 工艺都有 了成熟 的经验 ，在此 就着重 阐述 活塞杆 的工艺 问题 。在活塞杆不 同方位埋入 6个发讯 触点后再精加工 ，要解决如 下技术难点 两种硬度相 差很大 的材料在车 、磨时不抢刀 ，接 口平滑 ，精度符 合设计要求 ；在电镀前酸洗活塞杆表面时两种耐酸性 相差很大 的材料不 因酸腐蚀而改变表面精度 ；电镀时 活塞杆不同材质表面的镀层厚度和致密性的确保，等 等 。为 了解决这 些 难题 ，厂 里成 立 了专 项组 ，由技 术 、工艺 、车间 、质检 等部 门组成 ，进行 多次试 验 ， 前 3 次都失败 了 ，结果都是触点表 面与活塞杆本体 表 面出现不同程 度的分 离 、凹陷 ，在反 复分 析试验 结果 并不断改进 工艺方案 后 ，逐 一解决 了上述 问题 ，最终 完成 了活塞杆 的制作 。 在解决了活塞杆的加工工艺难题后 ，整个研制进 展顺利 ，换辊 液 压缸 总成 通 过 了 由宝钢 热轧 厂技 术 部 、宝钢设备部 、宝钢使用单位组成 的验 收小组 的工 厂验收 ，各项技术指标 都达 到 了原德 国产 品 的水平 。 在上机考核期 内 ，作者所在公司生产的液压缸与在机 的其他 6台进口液压缸同时工作，技术性能和工作状 况都达到 了进 口液压缸的水平 。该研制项 目顺利通过 了宝钢现场 的考核 ，完全实现 了国产化 。 C 曰 1 1 J 3结束语 宝钢热轧精 轧机 工作 辊 换辊 液压 缸 国产化 的研 制 ，是韶关 液压 件厂有 限公 司所做 的难度最大 的液压 缸产品之一，通过工艺突破，攻克了多项技术难题。 同时，这个项 目的社会经济效益巨大，为宝钢节省了 大量的采购成本。在之后几年中，作者所在公司将该 技术进行 了市场推广 ，除宝钢外 ，还应用于多个冶金 项 目，都非常成功 。 参考文献 【 1 】 成大先． 机械设计手册第4卷[ M] ． 北京 4 L 学工业出版 社 ， 1 9 9 4 ． 【 2 】雷天觉． 液压工程手册 [ M] ． 北京 机械工业 出版社， 1 9 9 0． 【 3 】巴鲁夫 B A L L U F F接近开关系列[ M] ． 上接 第 1 0 1页 2 结束语 采用莫 氏托架后 ，作者也 曾做过一些生产试验 如某 机械 厂生产 的 M 7 1 2 0 A传动螺杆在最后 的磨 削过程 中经 常出现 螺杆表 面硬度不 均和磨 削龟裂 纹 ， 经了解发现传 动螺杆在磨削前 曾经 中频感应淬火和低 温回火 。由于 传动螺杆 长度 达 6 6 5 m m，螺杆 上最粗 直径仅 3 1 m i ll ，长径 比非常大 。为此将 中频淬火机床 尾架的顶尖改为莫氏托架。其结果十分理想传动螺 杆表面硬度不均现象基本消失，弯曲变形量控制在原 来 的 1 0 ％ ，淬 火 后 的 弯 曲 校 直 率 由 原 来 的 8 0 ％ 一 9 0 ％减少 到 0 ％ ～1 0 ％ ，大 大降低 了校 直工人 的劳动 强度 ，更杜绝了各种裂纹源的产生 ，从根本上保证 了 传动螺杆的质量。类似的例子很多 ，只要被淬火件的 长径 比比较 大都 可以将 中频淬火机 床尾架 的顶尖改为 莫氏托架，而且 当中频淬火机床需要加工其他零件 时，可将中频淬火机床尾架的莫氏托架换 回成顶尖。 因为顶尖和莫氏托架 都是 可拆卸 的 ，十分方便 。