轧钢加热炉液压推钢机的设计应用.pdf

及时发现异常,再结合频谱分析,查找故障根源,制定相应 的措施,就可以避免了重大的事故发生,这在设备的现代 化管理中具有非常重要的现实意义,可以获得可观的经 济效益,值得在大力推广。 参考文献 [1]虞和济,韩庆大,李沈.设备故障诊断工程.北京冶金 工业出版社. 2001. [2]张正松.旋转机械振动监测及故障诊断.北京机械工 业出版社. 1991. [3]易良榘.简易振动诊断现场实用技术.北京机械工业 出版社. 2003. 收稿日期200402 13 轧钢加热炉液压推钢机的设计应用 秦石磊 ① 济南钢铁集团石横特殊钢厂机动处 山东肥城271612 摘要 针对石横特钢一轧车间加热炉推钢机运行可靠性差,工作部件磨损严重、 维修与调整工作量大等 问题,对原机械式传动推钢机进行了改造。重点介绍了液压推钢机的传动原理及在设计过程中需要注意控 制的关键问题,可供在同行业加热炉中借鉴。 关键词 加热炉 推钢机 液压系统 设计 可靠性 安全性 Design and Application of Hydraulic Ram for Heating Furnace of Steel Rolling Qin Shilei Shiheng Special Steel Plant ,Jinan Iron 行程S 1200mm;推进速度返回速度V 0. 052m/ s;电机型号 YZR225M - 8 ,22kW ,723r/ min; 减速机型号JZQ650 - II - 1Z,I 173. 7 图1 机械式推钢机传动示意图 1 -电机;2 -皮带;3 -减速机;4 -开式齿轮;5 -轴承座;6 -钢坯推头;7 -托轮;8 -齿条;9 -联轴器 46 总 第145期 冶 金 设 备 2004年6月第3期 ①作者简介秦石磊,男,1975年出生,助理工程师,1996年毕业于烟台大学,现工作于济南钢铁集团石横特殊钢厂机动处 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 3 改造的必要性 3. 1 存在问题 1 由于齿条行程较长,在运行过程中齿条容易出现 “前倾” 或 “后仰” 现象;同一钢坯推头的四个托轮在安装调 整时较为困难,很难保证四个托轮上轮面在同一标高上。 以上因素直接影响到开式齿轮与齿条的正常啮合,致使 齿面磨损加快并偶有断齿现象的发生。 2 钢坯受冷热变形等各方面影响,平直度存在一定的 误差,而齿条之间与钢坯堆头之间均为 “硬” 性联接,彼此 间的传动不能很好地相互补偿及自动调节,造成各齿条 施压力不均。同时推钢机的工作环境较差,氧化铁皮、 煤 粉等固体颗料较多致使齿面磨损严重。 3 该设备的部件连接环节繁杂、 结构不紧凑、 安装及 传动误差较大,设备的运行稳定性差,剧烈的振动使轴承 座经常出现连接松动、 铜瓦磨损严重,大大增加了维修、 调 整工作量。 4 在实际生产过程中,一般要求推钢机的回程速度 快,推进速度慢,而此种传动形式的推钢机不易实现调速, 因此对生产节奏影响很大。 3. 2 解决途径 2003年9月份一轧钢车间对往复炉排燃煤连续式加 热炉改造后,对推钢机的各项性能也提出了更高的要求, 同时安装空间也受到了限制。如果继续使用机械式传动 推钢机,不但无法克服以上其所固有的种种缺陷外,还将 使设备投资费用增加,设备的运行可靠性无法保证。最后 针对现有推钢机的缺点及液压传动的特点,决定设计一 套液压式传动的推钢机来替代现有设备。 4 液压推钢机的设计过程 4. 1 液压系统设计的基本要求 1 最大推力F 800kN双推头 ; 行程S 1200mm; 最大推进速度V1 3m/ min;返回速度V26m/ min。 2 必须保证双推头运行同步性及耐热性热送钢坯温 度800℃ 左右 ; 保证整个设备运行的安全性、 可靠性。 4. 2 液压系统技术参数的确定 液压系统原理如图2所示。液压系统技术参数是一 综合性的指标,首先要满足工况使用要求,同时又要根据 使用环境的工作压力、 工作介质等进行综合分析。考虑到 加热炉的入炉钢坯温度在800℃ 左右,为保证设备运行的 安全性,选用阻燃介质水乙二醇。水乙二醇自润滑性能较 差,又对多种材质的密封件具有腐蚀性,因此需要考虑液 压缸的运行速度、 油泵及电机的转速;同时需要考虑液压 缸活塞杆及其连接部件的抗拉、 抗弯强度。通过对以下几 个方面综合比较最终选用比较经济、 合理的施工方案。 4. 2. 1 工作压力的选择 根据计算,系统压力与液压缸缸径/杆径共有以下三 种配置方案 配置方案 系统最大工作压力 P/ MPa 液压缸缸径mm /杆径mm 第一种方案10320/220 第二种方案25250/180 第三种方案32200/160 考虑到液压缸活塞杆运行的稳定性,最终选择了第 一方案,即工作压力P 10MPa ,液压缸缸径/杆径 320/ 220mm ,液压缸行程S 1300mm。 4. 2. 2 液压泵流量的选择 液压泵流量的选择应考虑液压缸最大工作流量和回 路泄漏。因系统流量相对较大,油路控制简单执行结构 仅做往复运动 , 油路泄漏可忽略不计,推钢机推速V1 3m/ min ,则单台液压缸的最大工作流量QnSV1 S - 液压缸面积 , 两台液压泵的总流量Q总 2Qn 282. 304L/min ,结合泵的使用寿命等因素,最终选定两台 250SCY- 14B手动变量泵作为推钢机的油源动力。 图2 液压系统原理图 4. 2. 3 电机驱动功率的选择 取 液压泵的效率系数 η 0.82,转换系数ψPmax/ Pn 0.317 P n为泵额定压力 , 电机功率公式 N ψ PnQn 103 η 48. 7kW ,考虑到油路压力损失,最终选用 55kW六级电机。 4. 3 在设计过程中对几个控制问题的措施 1 油温的控制。由于推钢机的工作环境温度较高且 56 总 第145期 冶 金 设 备 2004年6月第3期 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 油液温度对液压系统的影响较大,因此对系统温度的控 制非常重要。为更好的控制系统温度,采用了外循环式、 散热效果更好的板式冷却器。 2 两液压缸同步问题的控制。为确保同步问题,根据 电机转速相同、 泵流量相同的原理,选用两组相同型号的 电机和液压泵;每台液压缸的油路中增加流量调节阀进 行微观控制,同时在推钢机的后部采用钢性联接。 3 介质污染及噪声的控制。由于液压系统对工作介 质的清洁度非常敏感,介质清洁度的高与低,直接影响推 钢机的运行性能和使用寿命。为使介质的清洁能满足系 统的正常使用要求,同时采取了两种过滤方式一是采用 带自动报警用一备一的回油过滤器;二是外循环过滤系 统,即不受系统是否工作的影响,可直接进行外循环过滤。 该套系统分别选用了两台55kW电机和250L/ m的液压 泵,噪声较大;为改善工作环境,采用了软隔离的方法,即 在电机底座安装减震器、 在液压泵与油箱联接处加装避 震喉、 在液压泵出口采用高压胶管,完全将噪声源通过软 联接隔离。 5 执行元件行程的控制。在液压缸的行程过程中设 计了四个行程开关,当液压缸运行并达到预先设定的行 程时,触点开关关闭电源,系统停机从而适应了不同的工 况要求并对推钢机等相关设备起到了保护作用。系统安 全性的控制。由于液压泵及电机的价值较高,为避免出现 液压泵反向运转和 “油吸空”,造成干磨损坏液压泵等元 件。在泵出口加装蝶阀,由蝶阀手柄控制液压泵电机的电 源开关,确保液压泵不发生空转现象。 5 结束语 通过以上的周密设计,该套液压式推钢机在投入运 行后,完全达到了设计预期目的。克服了机械式推钢机的 种种缺陷,提高了设备运行的可靠性、 安全性、 经济性并大 大降低了设备的维修、 调整工作量,同时解决了加热炉推 钢机安装空间受限的难题。 参考文献 [1]机械设计手册.北京北京机械工业出版社,1992 [2]张世伟、 朱福元主编.液压系统的计算与结构设计. 银川宁夏人民出版社,1988 收稿日期200402 05 装卸桥抓斗的改造及应用 鞠广新 ① 边久涣 凌源钢铁公司机动部 辽宁省凌源市122504 摘要 通过对抓斗进行增容、 增重、 改进结构局部,增加设备的作业效率及使用寿命,解决产量增加但设 备能力不足的问题。 关键词 装卸桥 抓斗 改造 Renovation and Application on Grab Bucket of the Loader Ju Guangxin Bian Jiuhuan Lingyuan Iron Steel Co. ABSTRACT The working efficiency increased and lenghthen the life of the facilities by raising the capacity and weight of the grab bucket is introduced . In this way , the problems of equipment ability insufficient by increasing the production output were solved. KEYWORDS Loader Grab bucke Renovation 1 前言 炼铁厂5t/ 40m装卸桥是凌钢外购焦炭卸车及高炉 上料的主体设备,原使用的5t 3m3抓斗,工作介质大多 是焦碳,由于抓斗的结构设计与现场状况不完全匹配,每 次只能抓取1/ 31/ 2容积料,增加了卸车、 上料的次数和时 间,处于超负荷工作状态。因故障过多,且处理故障时间 66 总 第145期 冶 金 设 备 2004年6月第3期 ①作者简介鞠广新,男,1971出生,学士,工程师,1994年毕业于沈阳工业大学机械设计专业,现从事设备技术管理工作 1994-2009 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.