周善征，楊青建，李國松，熊兆軍

（山東勝利鋼管有限公司，山東 淄博 255082）

在螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線上，卷板的開頭、直頭是重要的起始環(huán)節(jié)，該工序是由開卷機(jī)來完成的。開卷機(jī)主要由開卷裝置、鏟刀、三輥直頭裝置組成。工作時鏟刀將卷板頭部鏟開，并壓住板頭進(jìn)入三輥直頭裝置，然后送入矯平機(jī)［1-4］。

近年來，山東勝利鋼管有限公司（簡稱勝利鋼管）Φ820 mm螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線在鋼卷開卷過程中，尤其是在生產(chǎn)高鋼級、大壁厚鋼管的鋼卷開卷過程中，頻繁出現(xiàn)鏟刀油缸擺臂斷裂故障，嚴(yán)重影響了焊管機(jī)組的作業(yè)率。本文將重點分析鏟刀油缸擺臂斷裂故障的發(fā)生原因，并有針對性地提出解決措施。

1 鏟刀油缸擺臂斷裂故障產(chǎn)生的原因

鋼卷板尾因處于鋼卷的最里圈，直徑小，變形量大。當(dāng)卷板向前運(yùn)行至其板尾脫離開卷機(jī)錐頭后，板尾會以矯平機(jī)入口處為圓心，以板尾長度為近似半徑反彈。尤其是對于高鋼級、大厚度卷板，在較大的反彈力作用下板尾會嚴(yán)重沖擊鏟刀裝置，造成鏟刀裝置嚴(yán)重?fù)p壞，甚至導(dǎo)致鏟刀油缸擺臂斷裂，影響焊管機(jī)組作業(yè)率［4-6］。

2 改進(jìn)措施

考慮到鏟刀油缸擺臂斷裂主要是因為板尾脫離錐頭后具有較大的反彈沖擊，因此如果能夠消除或減小板尾的沖擊力，則會徹底地解決或減少此類故障的發(fā)生［3，6-7］?，F(xiàn)場觀察發(fā)現(xiàn)，當(dāng)板尾即將脫離錐頭時，即使是鏟刀調(diào)整到行程極限，鏟刀與板尾之間仍然有相當(dāng)大的沖擊距離。如果改造鏟刀，將鏟刀的行程加長，讓鏟刀接觸板尾，不僅改造成本較高，而且現(xiàn)場的設(shè)備空間也不足。綜合分析后認(rèn)為：可以通過在板尾與鏟刀之間加裝支撐裝置，縮短板尾的反彈半徑，使彈開的板尾不與鏟刀接觸，從而消除板尾對鏟刀的沖擊［8-11］。為此，對現(xiàn)有的開卷機(jī)作了以下改進(jìn)。

（1）在開卷機(jī)的2個機(jī)架（有鏟刀一側(cè)）各加裝1個底座，在底座上方各安裝2個同心的、間隔一定距離的、帶有銅軸套的軸承座，軸與銅軸套的配合為間隙配合。軸承座的一側(cè)加裝1個輥輪，輥輪可以自由轉(zhuǎn)動（實際采用的是成型輥）。在軸承座的另一側(cè)連接1對作用油缸，可以使軸在銅軸套內(nèi)雙向滑動，如圖1~2所示。

圖1 活動輥輪安裝示意

圖2 輥輪在開卷機(jī)上的安裝示意

（2）在現(xiàn)有開卷機(jī)的液壓站基礎(chǔ)上新增1組液壓閥及部分管路，用來控制輥輪油缸的動作［12-13］，其工作原理如圖3所示。

圖3 輥輪油缸液壓工作原理

3 輥輪具體工作控制

（1）在鋼卷開卷初期，由于鋼卷直徑較大，輥輪油缸如果伸出，則輥輪與卷板會相互干涉；因此，在開卷初期，輥輪油缸處于收回狀態(tài)。

（2）當(dāng)鋼卷只剩幾圈時，操縱油缸使油缸桿伸出，輥輪處于工作狀態(tài)。當(dāng)板尾脫離錐頭后，板尾會繼續(xù)受到輥輪的約束。

（3）當(dāng)板尾脫離輥輪時，由于此時板尾距離矯平機(jī)入口處較近，板尾彈開的半徑（以矯平機(jī)入口處為圓心，以板尾長度為近似半徑）小于板尾至鏟刀的距離；因此，當(dāng)板尾脫離輥輪后，就不會形成對鏟刀的沖擊。輥輪加裝前后板尾對鏟刀的沖擊情況如圖4所示。

從圖4看出：輥輪加裝前，板尾脫離錐頭后對鏟刀形成了沖擊；輥輪加裝后，板尾脫離輥輪后未對鏟刀形成沖擊。

（4）在板尾進(jìn)入矯平機(jī)后，控制輥輪油缸使油缸桿收回，讓輥輪處于非工作狀態(tài)。

4 改進(jìn)效果

在活動輥輪加裝以前，勝利鋼管Φ820 mm螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線開卷機(jī)經(jīng)常出現(xiàn)鏟刀油缸擺臂斷裂的故障，在生產(chǎn)普通規(guī)格的鋼管時，大約每隔20天鏟刀油缸的擺臂就斷裂1次；在生產(chǎn)高鋼級、大壁厚鋼管時，在板尾較大的反彈力作用下，鏟刀油缸斷裂的頻率會更快，如2009年在生產(chǎn)鋼級為X60、壁厚為12.5 mm的Φ610 mm螺旋縫埋弧焊管時，其斷裂的頻率達(dá)到了每周1次，嚴(yán)重影響了焊管機(jī)組的作業(yè)率。自2009年下半年對該生產(chǎn)線開卷機(jī)加裝活動輥輪后，至今未再出現(xiàn)鏟刀油缸擺臂斷裂的故障。

圖4 輥輪加裝前后板尾對鏟刀的沖擊情況示意

5 結(jié) 語

螺旋縫埋弧焊管生產(chǎn)線開卷機(jī)處加裝活動輥輪，可有效地避免卷板板尾在脫離錐頭后對鏟刀的沖擊，降低鏟刀裝置的故障率，提高焊管機(jī)組的作業(yè)率。

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