吳慶君 趙 崠

(1.淮南市石油化工機械設備有限公司技術部，安徽 232033;2.太原重工股份有限公司矯直機研究所，山西 030024)

近幾年來，隨著控軋控冷與直接淬火技術的采用，軋后板溫降低、板形變壞、屈服強度增大、板厚范圍加大，同時用戶對鋼板加工自動化程度也不斷的提高，使鋼廠交貨鋼板的平直度要求也更加嚴格。因此，新建矯直機都要求能力強、剛度大、自動化程度高，經(jīng)矯后的鋼板平直度好、殘余應力小且分布均勻、板材表面質(zhì)量好且無壓痕，而且操作安全可靠、作業(yè)率高，一道次矯直，矯直速度快，自動化水平高，還要減少投資規(guī)模。那么就必須采用全液壓AGC 壓下裝置以控制輥縫與矯直力，達到動態(tài)調(diào)整的要求。

本文主要以舞鋼4 300 mm 中厚板熱處理矯直機為例介紹了全液壓AGC 缸的結構設計與選型。

1 舞鋼4 300 mm 中厚板熱處理矯直機的主要技術參數(shù)

舞鋼4 300 mm 中厚板熱處理矯直機技術參數(shù)見表1。

2 液壓壓下裝置的功能

液壓壓下裝置的結構見圖1。它的功能是壓下位置控制，在控制系統(tǒng)的作用下實現(xiàn)各種工藝動作。其類型:裝有位置傳感器的長行程液壓缸。安裝在上橫梁上，每個上橫梁上2 個，共4 個。

表1 技術參數(shù)Table 1 Technical parameters

液壓壓下裝置采用4 個帶位移傳感器的AGC 缸實現(xiàn)壓下動作。壓下機構的作用是通過調(diào)整上排矯直輥，達到輥縫調(diào)整的要求;通過入口側兩個桿端帶球面調(diào)整墊的壓下缸和出口側兩個桿端帶球面調(diào)整墊的壓下缸的單獨調(diào)整或同步調(diào)整，實現(xiàn)上輥系沿矯直方向前后或左右方向的傾動。傾動可在過鋼或非過鋼下進行。通過壓下缸位移傳感器在操作臺顯示矯直輥的開口度大小以及傾動量。每個液壓缸由一個液壓總管供油，通過壓下機構的壓力檢測裝置可以對設備進行超載保護。液壓缸的設計能夠在惡劣的環(huán)境中工作(如溫度的變化、震動、腐蝕和污染)。

圖1 液壓壓下裝置的結構Figure 1 The structure of hydraulic screw down device

3 AGC 缸設計要求與技術要求

3.1 液壓缸設計要求

AGC 油缸外形尺寸要求滿足設計安裝空間。

滿足伺服系統(tǒng)靜、動態(tài)調(diào)節(jié)的高精度及高響應速度要求。

與熱矯直機機械設備有良好簡便的聯(lián)接方式并便于拆裝。

有可靠的結構形式，保證在生產(chǎn)過程中不損傷，不發(fā)生漏油故障。

滿足伺服缸大行程推上的特殊工況條件。

滿足大行程伺服油缸的快速工況條件。

滿足一年期質(zhì)保要求。

3.2 液壓缸的技術要求

油缸基本形式:單桿活塞缸

活塞直徑:?680 mm

活塞桿直徑:?475 mm

活塞行程:370 mm

油缸材質(zhì):采用鍛造合金鋼(42CrMo)經(jīng)二次探傷(JB/T5000.15 質(zhì)量等級二級)及調(diào)質(zhì)熱處理制成

油缸安放形式:垂直安裝

油缸主密封圈及導向套:選用進口件

油缸主密封圈及導向套材質(zhì):材料PFM/Viton

油缸額定工作壓力:塞端26.5 MPa

桿端≤10 MPa(可調(diào))

油缸最小啟動壓力:≤0.05 MPa

油缸外泄量:無

油缸工作介質(zhì):抗磨液壓油(ISO-L-HM-46)

油缸工作環(huán)境溫度:0～80℃

油缸介質(zhì)溫度:10～80℃

油缸介質(zhì)清潔度:優(yōu)于NAS5 級

位移傳感器安裝位置:油缸活塞中心一支

傳感器形式:MTS 傳感器接線采用航空插頭模式(型號為RH-M-0420M-D70-1-S2G1002)

試驗壓力:32 MPa

4 AGC 缸主要關鍵件的制造技術要求

缸體、活塞及缸蓋均為鍛件，其技術要求為:

(1)材質(zhì)為優(yōu)質(zhì)鍛鋼，鍛件驗收按JB/T5000.8—1998 Ⅲ組，并在設備出廠前提供鍛件驗收質(zhì)量合格證。

(2)鍛件需經(jīng)調(diào)質(zhì)處理，286～321 HBW，并在設備出廠前提供熱處理報告。

(3)缸體、活塞表面經(jīng)淬火處理，≥52.5 HRC，淬硬層深度≥5 mm，并在設備出廠前提供熱處理報告。

(4)缸體、活塞表面鍍硬鉻，鍍層厚度為0.03 mm～0.05 mm。

(5)鍛件應做探傷檢查，內(nèi)部不得有皺皮、裂紋、夾渣、縮孔等影響強度的缺陷。

(6)鍛件尺寸公差不低于GB1802—1979 中H8。

(7)缸體內(nèi)表面、活塞桿表面及缸蓋內(nèi)表面粗糙度不低于GB1031—1995 中Ra0.3 μm。

AGC 缸采用進口密封，提供相關證明。

5 AGC 缸出廠驗收前的性能試驗

AGC 缸出廠驗收前應進行以下各項性能試驗，以檢驗設備的各項指標是否合格，并做出相應記錄。

液壓缸空載往復運動20～30 次，運動應靈活自如。

耐壓試驗:32 MPa，提供試驗報告包含油缸內(nèi)泄漏以及最低啟動壓力數(shù)據(jù)。

液壓缸階躍響應的測量。液壓缸的階躍響應是影響伺服系統(tǒng)調(diào)整精度的重要因素。主調(diào)整缸響應時間:0.1 mm(0～90%)階躍響應＜45 ms。

位移傳感器:0.001 mm。

其他保證值與考核:

油缸可以工作壓力:不小于30 MPa。

伺服缸響應頻率:15 Hz，提供試驗報告。

主調(diào)整缸響應時間:0.1 mm(0～90%)階躍響應＜45 ms，提供試驗報告。

設備的性能考核按設計資料及技術要求進行，應達到有關標準規(guī)定的功能和指標。

6 專用工具

為實現(xiàn)對AGC 缸的在線更換，保證設備的正常使用，降低現(xiàn)場作業(yè)勞動強度，針對設備安裝的結構特點及現(xiàn)場起重設備的配備條件，設計了AGC 缸的專用吊具(見圖2)。

圖2 AGC 缸的專用吊具Figure 2 Special lifting tool for AGC cylinder

此專用工具結構簡單，使用方便可靠，便于制造，在實際使用中得到了證實。

7 結束語

全液壓AGC 缸在舞鋼4 300 mm 中厚板熱處理矯直機中的實際應用證明，該結構完全達到了設計要求，滿足了設備性能考核指標，降低了設備運行和維修費用，使工廠在清潔生產(chǎn)的同時創(chuàng)造了巨大的經(jīng)濟效益。