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热轧铸锭铣床翻转机技术改造

2017-6-22 来源：烟台南山轻合金有限公司作者：李俊丰，孙妍

摘要: 文章列举了热轧铸锭铣床翻转机使用过程中暴露出的问题，并针对这些问题做出相应的技术改进，效果良好。

关键词: 铣床; 铸锭; 翻转机; 垂直夹紧; 侧夹紧

1.设备概况

南山轻合金热轧引进进口铸锭铣床加工系统，该系统包括锯床、1#铣床、1#翻转机、2#铣床、2#翻转机，见图 1。其工作流程为，铸锭从锯床上料，经锯床锯掉头尾后进入 1#铣床铣削 1 个上面、1 个侧面和 2 个斜角，然后进入 1#翻转机将铸锭翻转，翻转完毕传送到2#铣床加工 1 个上面、1 个侧面和 2 个斜角，加工完毕经 2#翻转机直接传出，用起重机吊走。由于 1#翻转机衔接两台铣床，日常工作载荷大，联机使用频率高，且设备存在一定缺陷，所以频繁出现铸锭翻转后下降颤动、液压缸不同步、铸锭跑偏、翻转机窜动、翻转圆盘开焊等故障，其是否稳定运行，直接影响铝铸锭铣削加工系统的效率。为此，我公司成立铸锭翻转机技术攻关小组，针对翻转机存在问题进行攻关，以提高设备性能，保证机组正常连续生产。本文主要介绍铸锭翻转机关键部位存在的问题以及提出的技改方案。

图 1 铝铸锭锯铣加工系统

2.垂直夹紧液压缸不同步问题

2．1 翻转机动作过程

铸锭在铣床上加工完上表面、2 个斜上角及 1 个侧面后，进入翻转机。铸锭移动至图 2 所示位置后停止( 左端面对齐，由位置传感器确定) ，接着 2 个垂直夹紧油缸伸出，带动大梁和 8 个压块压紧铸锭上表面，使铸锭压紧在下表面辊道上; 侧夹紧装置( 图 4 所示) 顶住铸锭 1 个侧面，然后翻锭机在链条带动下开始绕中心轴线旋转 180°，此时大梁和垂直夹紧油缸位于翻锭机下方; 2 个垂直夹紧油缸收缩，带动大梁和 8个压块缓慢下降，铸锭也随之缓慢下降落到辊道上，此时铸锭未加工表面处在上方; 翻锭机辊道开始转动，使铸锭传送至 2#铣床工作台，从而可以对铸锭未加工表面进行铣削。

图 2 翻转机翻转前工作示意图

2． 2 故障现象

铸锭翻转机翻转铸锭后，经常会出现 2 个垂直夹紧油缸下降动作不同步，致使垂直夹紧装置卡住的现象，导致铸锭无法正常落在辊道上。实际生产时，只好临时采用对油缸排油的方法让活塞收缩，严重影响正常生产。此外，夹紧油缸托铸锭下降过程中颤抖严重，经常性的剧烈颤抖导致翻转机圆盘频繁开裂，严重时导致翻转机框架大梁出现裂纹。

2． 3 故障分析

从铸锭翻转机液压控制系统上看，2 个垂直夹紧油缸的回路各有 1 个流量控制阀控制。原设计的初衷是通过单独调节每个流量控制阀来保证 2 个油缸同步，但每次调节好后，再继续工作( 尤其是铸锭尺寸变化) 时，2 个夹紧油缸不同步的故障又再次出现。从图 2 翻转机翻转前示意简图里，可以看到，2 个夹紧油缸的中心与铸锭中心( 重心) 存在偏差。尚未翻转时，铸锭本身的重心并未落在 2 个垂直夹紧油缸上，此时2 个油缸活塞杆伸出，直至压紧铸锭，2 个油缸受力基本相等。但是，在反转 180°后，此时铸锭的重量全部落在 2 个垂直夹紧油缸上，由于铸锭中心( 重心) 距离2 个夹紧油缸距离不同，因此，这 2 个油缸活塞受力是不同的( 右边油缸受力大于左边油缸) ，再加上液压设计流量补偿功能设计的不完善，从而造成 2 个夹紧油缸活塞运动速度不同步，铸锭无法正常落在辊道上。

2．4 解决方案

首先，改变翻转机铸锭传送位置，即将翻锭机垂直夹紧机构的位置移向中间( 在图 2 中，夹紧机构向右移动) ; 同时采用中间定位的方式，让不同长度的铸锭均停止在中间位置，从而使铸锭中心和 2 个垂直夹紧油缸的中心重合，这样，无论油缸活塞伸出或收回时，这 2 个油缸受力基本保持相同。其次，原设计中翻转机夹紧装置由 2 个液压缸驱动，还设有 6 个导向柱，导向柱太多摩擦力不均匀也对翻转机翻转后的夹紧、打开产生影响; 现将原来的 6 个导向柱改为 2 个，取消导向柱之间的连接大梁，每个油缸并联一个导向柱，避免了因导向柱和连接大梁受力不均扭曲而造成液压缸卡死的现象。此外，在两个垂直夹紧架侧面各增加 1 个接近开关，一旦出现一侧液压缸先夹紧问题，另一侧仍然会在系统补偿下继续动作，直至另一个接近开关被触发，夹紧油缸停止动作( 图 3) 。改造后，铸锭翻转完成后，垂直夹紧液压缸托着铸锭下降平稳，没有颤动和铸锭砸翻转机现象，圆盘和翻转框架再未出现开裂问题。

图 3 改造后翻转机示意图

3. 侧夹紧梁连接销断裂

3． 1 侧夹紧梁的作用

铸锭进入翻转机，当垂直液压缸夹紧后，侧夹紧液压缸开始动作，直至夹紧大梁与铸锭侧面接触，防止铸锭在翻转时发生倾斜和滑动，铸锭向侧夹紧方向翻转。

3． 2 故障分析

侧夹紧装置因液压系统限制，偶尔会出现侧夹紧两个液压缸动作不同步问题，由于之前侧夹紧装置的2 个液压缸是用 1 根大梁连在一起，所以一旦出现液压缸动作不同步，就会导致单端大梁与铸锭接触，另 1个液压缸动作不到位，使这端的侧夹紧大梁与铸锭之间有间隙，在翻转时出现铸锭侧滑，撞击大梁现象，导致大梁定位销断裂。

3． 3 解决方案

将侧夹紧大梁取消，每个液压缸单独驱动 1 个夹紧块，每个夹紧块边部同垂直夹紧装置一样各安装 1个接近开关，改造前后对比见图 4、5; 铸锭垂直夹紧后，侧夹紧开始动作，当一侧夹紧接触后，该侧停止动作，而另一侧仍然推进，待另一侧接近开关触发后液压缸停止运动，铸锭被完全夹紧，开始进行下一步动作。改造后侧夹紧装置运行稳定，没有出现铸锭侧滑及撞击夹紧大梁现象。