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【摘要】本文简要介绍了高速线材粗轧轧机牌坊机械弹簧锁紧的缺陷及对生产带来的严重影响，详细阐述了全液压锁紧的改造方案及实施过程，分析了改造后所取得的经济和社会效益。
【关键词】全液压锁紧；机械弹簧锁紧；堆拉关系；轧槽老化
【中图分类号】F416.31 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0199-02
0、前言
江西新余钢铁公司高速线材生产线的粗中轧轧机采用了平立交替的布置方式，可完全实现无扭轧制，机架固定采用的是弹簧机械锁紧液压打开方式，近两年来机架锁紧经常出现失效现象，尤其是1H、3H、5H粗轧机架锁紧系统经常出现漏油、锁紧活塞杆伸不出造成机架锁紧失效，机架在轧钢过程中出现晃动或横向移动，影响红坯的堆拉关系，易造成堆钢产生轧废；轧槽也容易老化磨损造成辊耗增加（严重时一对辊只能轧制7000吨，一般计划产能为70000吨），换辊次数多作业率低下，有时锁紧杆退不回影响正常换辊延误生产时间；由于锁紧缸经常漏油，液压油消耗奇高浪费大，严重影响正常的生产组织。所以解决粗中轧轧机机架晃动的问题迫在眉睫，必须尽快对粗中轧机架锁紧系统进行改造。
1、原锁紧系统存在的缺陷
1.1 由于整个锁紧缸是放置在轧机机架底座下方，锁紧活塞杆容易生锈卡阻，脱落的氧化铁皮也容易挤死活塞杆，所以经常出现锁紧活塞杆伸不出来造成牌坊锁紧失效。
1.2 蝶簧组在这种环境下也容易生锈产生弹性失效（离线解体的蝶簧组几乎无一不生锈的），活塞杆没有足够的压力推出导致锁紧失效。
1.3 如图一装配图所示，蝶簧组采取了双圆柱面定位，定位精度较难把握，在生锈的情况下往往被卡阻活塞杆伸不出来导致锁紧失效。
1.4 机架底座孔与锁紧缸油腔连通靠O型密封圈密封，而在安装锁紧缸时由于机架底座孔加工较为粗糙很容易损坏O型密封圈产生泄漏，液压压力输出达不到额定值导致活塞杆收不回，严重影响换辊。
1.5 锁紧缸的液压油进出是采用单路管线，在实际动作过程中回油容易形成背压造成活塞杆难以收回。
1.6 在实际使用过程中发现，锁紧机架的压靠斜锲倾斜角度为20度偏大，所以垂直分力也偏小，锁紧效果差。
2、改造方案及实施
缩紧缸的改造首要解决的是原结构带来的设计缺陷，借鉴同行业同类机架成功采用的锁紧系统的经验，我们决定将机械弹簧锁紧改造成全液压锁紧：
2.1 2011年元月初攻关组成员与制造厂家工程技术人员进行技术交流并完成了粗中轧機架琐紧系统改造的设计工作，将粗中轧机架原机械锁紧方式改为全液压锁紧，消除蝶簧卡阻或弹性失效造成的机架锁不紧故障，将锁紧机架的压靠斜锲倾斜角度改小到12度，增加机架有效的锁紧力，底座孔不与油腔连通仅为支撑孔，改造后的锁紧缸结构见图二。
2.2 2月1日，利用12个小时计划检修机会对3H机架琐紧缸进行了改造，将原机械锁紧改造成全液压锁紧，近油缸端采用了高压软管，其余管路用不锈钢管连接，系统压力设定为100bar，换向阀为6mm通径的两位直通电磁阀，未安装减压阀，油缸无杆腔为锁紧进油腔，锁紧压力为45.24吨，有杆腔为解锁进油腔，解锁压力为13.82吨。机架可以稳稳地锁住，能自如地解锁打开实现移槽。原锁紧缸为机械碟簧锁紧液压打开，单缸碟簧锁紧压力为5吨。
2.3 2月11日安排3H换辊，由于锁紧缸有两个打不开（东南角和西北角油缸），所以推迟到2月12日换辊，仍然有两个打不开（东北角和西北角），后采取提高系统压力（由100bar提高到160bar）为解锁压力，此时的压力约为22.11吨，再辅助用液压千斤顶仍无效，然后采取2V与3H之间实现微堆钢方式对3H机架进行撞击才得以打开。打开后在锁紧油路上加装减压阀，将锁紧压力减到20bar约9吨，解锁压力保持100bar即13.82吨，有效地实现了机架锁紧及解锁功能。
2.3 2月12日下午攻关组成员与锁紧缸设计制造厂家技术人员讨论改造方案存在的问题及改进措施，认为这次对机架锁紧系统改造方案存在一些问题，提出了相应的改进措施：
2.3.1 两位四通直通式电磁阀的油路通径偏小，所以功能动作慢（完成一次动作需要3秒左右），须要改为10mm通径，缩短动作时间；
2.3.2 解锁进油腔面积偏小，一旦全行程锁紧解锁油腔有效面积不足，压力只有约3吨，远达不到设计要求，所以需要在活塞杆上开一深槽增加有效面积，使其压力可达到至少13吨；
2.3.3 原改造方案未考虑设计一个减压阀，必须在锁紧进油路上设计加装减压阀，将系统压力100bar减少到20-25bar后进入锁紧油腔充分满足锁紧压力条件即可，然后采用系统全压力执行解锁。
2.4 要求厂家马上将已到现场的其余四个同类锁紧缸进行适当改进以备对1H的机架锁紧进行改造。
随后分别于3月、5月利用计划检修机会对粗轧1H、3H、5H的机架锁紧进行了改造，全面达到预期效果。
3、改造后的效果
通过对粗中轧的1H、3H、5H的机架锁紧系统改造，机架锁紧有明显改善，效果良好，轧辊的轧制吨位由改造前不足7000吨恢复提高到50000吨-70000吨，降低了辊耗提高了作业率；机架在轧制过程中稳定，改善了堆拉关系明显减少了粗中轧的堆钢；原来锁紧系统漏油的现象得到了基本根除，降低了液压油的消耗；经济效益明显，每年可挽回损失增效170万元（降低油耗节约16.2万元；减少辊耗节约24万元；减少换辊时间提高产量创效约100万元；减少轧废等）。
参考文献
周士昌.液压系统设计图集[J].机械工业出版社出版
作者简介
匡语唐，男1964年10月出生，江西吉安1987年毕业于东北工学院机械工程系现任机械主管工程师，大学本科，从事设备技术管理和运行管理
【关键词】全液压锁紧；机械弹簧锁紧；堆拉关系；轧槽老化
【中图分类号】F416.31 【文献标识码】A 【文章编号】1672—5158（2012）08—0199-02
0、前言
江西新余钢铁公司高速线材生产线的粗中轧轧机采用了平立交替的布置方式，可完全实现无扭轧制，机架固定采用的是弹簧机械锁紧液压打开方式，近两年来机架锁紧经常出现失效现象，尤其是1H、3H、5H粗轧机架锁紧系统经常出现漏油、锁紧活塞杆伸不出造成机架锁紧失效，机架在轧钢过程中出现晃动或横向移动，影响红坯的堆拉关系，易造成堆钢产生轧废；轧槽也容易老化磨损造成辊耗增加（严重时一对辊只能轧制7000吨，一般计划产能为70000吨），换辊次数多作业率低下，有时锁紧杆退不回影响正常换辊延误生产时间；由于锁紧缸经常漏油，液压油消耗奇高浪费大，严重影响正常的生产组织。所以解决粗中轧轧机机架晃动的问题迫在眉睫，必须尽快对粗中轧机架锁紧系统进行改造。
1、原锁紧系统存在的缺陷
1.1 由于整个锁紧缸是放置在轧机机架底座下方，锁紧活塞杆容易生锈卡阻，脱落的氧化铁皮也容易挤死活塞杆，所以经常出现锁紧活塞杆伸不出来造成牌坊锁紧失效。
1.2 蝶簧组在这种环境下也容易生锈产生弹性失效（离线解体的蝶簧组几乎无一不生锈的），活塞杆没有足够的压力推出导致锁紧失效。
1.3 如图一装配图所示，蝶簧组采取了双圆柱面定位，定位精度较难把握，在生锈的情况下往往被卡阻活塞杆伸不出来导致锁紧失效。
1.4 机架底座孔与锁紧缸油腔连通靠O型密封圈密封，而在安装锁紧缸时由于机架底座孔加工较为粗糙很容易损坏O型密封圈产生泄漏，液压压力输出达不到额定值导致活塞杆收不回，严重影响换辊。
1.5 锁紧缸的液压油进出是采用单路管线，在实际动作过程中回油容易形成背压造成活塞杆难以收回。
1.6 在实际使用过程中发现，锁紧机架的压靠斜锲倾斜角度为20度偏大，所以垂直分力也偏小，锁紧效果差。
2、改造方案及实施
缩紧缸的改造首要解决的是原结构带来的设计缺陷，借鉴同行业同类机架成功采用的锁紧系统的经验，我们决定将机械弹簧锁紧改造成全液压锁紧：
2.1 2011年元月初攻关组成员与制造厂家工程技术人员进行技术交流并完成了粗中轧機架琐紧系统改造的设计工作，将粗中轧机架原机械锁紧方式改为全液压锁紧，消除蝶簧卡阻或弹性失效造成的机架锁不紧故障，将锁紧机架的压靠斜锲倾斜角度改小到12度，增加机架有效的锁紧力，底座孔不与油腔连通仅为支撑孔，改造后的锁紧缸结构见图二。
2.2 2月1日，利用12个小时计划检修机会对3H机架琐紧缸进行了改造，将原机械锁紧改造成全液压锁紧，近油缸端采用了高压软管，其余管路用不锈钢管连接，系统压力设定为100bar，换向阀为6mm通径的两位直通电磁阀，未安装减压阀，油缸无杆腔为锁紧进油腔，锁紧压力为45.24吨，有杆腔为解锁进油腔，解锁压力为13.82吨。机架可以稳稳地锁住，能自如地解锁打开实现移槽。原锁紧缸为机械碟簧锁紧液压打开，单缸碟簧锁紧压力为5吨。
2.3 2月11日安排3H换辊，由于锁紧缸有两个打不开（东南角和西北角油缸），所以推迟到2月12日换辊，仍然有两个打不开（东北角和西北角），后采取提高系统压力（由100bar提高到160bar）为解锁压力，此时的压力约为22.11吨，再辅助用液压千斤顶仍无效，然后采取2V与3H之间实现微堆钢方式对3H机架进行撞击才得以打开。打开后在锁紧油路上加装减压阀，将锁紧压力减到20bar约9吨，解锁压力保持100bar即13.82吨，有效地实现了机架锁紧及解锁功能。
2.3 2月12日下午攻关组成员与锁紧缸设计制造厂家技术人员讨论改造方案存在的问题及改进措施，认为这次对机架锁紧系统改造方案存在一些问题，提出了相应的改进措施：
2.3.1 两位四通直通式电磁阀的油路通径偏小，所以功能动作慢（完成一次动作需要3秒左右），须要改为10mm通径，缩短动作时间；
2.3.2 解锁进油腔面积偏小，一旦全行程锁紧解锁油腔有效面积不足，压力只有约3吨，远达不到设计要求，所以需要在活塞杆上开一深槽增加有效面积，使其压力可达到至少13吨；
2.3.3 原改造方案未考虑设计一个减压阀，必须在锁紧进油路上设计加装减压阀，将系统压力100bar减少到20-25bar后进入锁紧油腔充分满足锁紧压力条件即可，然后采用系统全压力执行解锁。
2.4 要求厂家马上将已到现场的其余四个同类锁紧缸进行适当改进以备对1H的机架锁紧进行改造。
随后分别于3月、5月利用计划检修机会对粗轧1H、3H、5H的机架锁紧进行了改造，全面达到预期效果。
3、改造后的效果
通过对粗中轧的1H、3H、5H的机架锁紧系统改造，机架锁紧有明显改善，效果良好，轧辊的轧制吨位由改造前不足7000吨恢复提高到50000吨-70000吨，降低了辊耗提高了作业率；机架在轧制过程中稳定，改善了堆拉关系明显减少了粗中轧的堆钢；原来锁紧系统漏油的现象得到了基本根除，降低了液压油的消耗；经济效益明显，每年可挽回损失增效170万元（降低油耗节约16.2万元；减少辊耗节约24万元；减少换辊时间提高产量创效约100万元；减少轧废等）。
参考文献
周士昌.液压系统设计图集[J].机械工业出版社出版
作者简介
匡语唐，男1964年10月出生，江西吉安1987年毕业于东北工学院机械工程系现任机械主管工程师，大学本科，从事设备技术管理和运行管理