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【摘 要】介绍某1800mm炉卷轧线卷取机前侧导板的工艺布置及设备组成，对该卷取机前侧导板的改造方案对比优选，对所采用改造方案进行校核，确保其合理性。
【关键词】侧导板 结构 工作原理 改造方案 计算
为适应市场对钢材需求结构的改变，某钢厂对其现有1800mm炉卷轧线改造升级。包括对原有炉卷轧机机械设备的技术升级，缩短原轧线卷取区输出辊道长度，在此区域内增加三台精轧机。由于输出辊道长度缩短，将原有层流冷却设备更换为冷却效率更高的加密层流冷却设备以节省空间，但原输出辊道长度仍无法同时放置加密层流冷却设备与卷取机前侧导板。而加密层流冷却部分机械设备已无法改变，必需对原有卷取机前侧导板进行改造，为层流冷却设备让出三个辊间距即1140mm的空间。
一、设备及工艺
（一） 工艺布置及功能
1.卷取机前侧导板位于加密层流冷却与1#卷取机之间的输出辊道上，用于将经过层流冷却后的板带引导至卷取机进行卷取。板带出精轧机后，无法保证中心线与轧制中心线重合，卷取机前侧导板在卷取过程中始终对板带起导向作用，使带钢对准轧制中心线，防止塔形钢卷的形成。
2.为保证板带在侧导板处顺利通过，侧导板分为喇叭口段与平行段。喇叭口段有利于对板带向轧制中心线的引导，平行段对板带位置进行约束，将板带中心对准轧制中心线。
3.卷取机前侧导板的开合由位置传感器控制，当收到板带到来信号后，侧导板即在适当位置预摆开口度，并在板带通过平行段时采用短行程控制，使板带快速对中。
（二）设备组成
卷取机前侧导板主要由导板装配、移动装置组成。
1.导板装配
导板共六块，传动侧与操作侧对称布置。导板为焊接结构，内侧装有耐磨衬板，采用普通碳素结构钢，衬板是易损件，需经常更换。为了更有效地使用衬板，在设计上考虑将衬板两面使用[1]。
2.移动装置
移动装置包括固定座、齿轮箱、联轴器、液压缸。固定座用于托起侧导板末端，其上有一圆柱销，插入侧导板末端的槽形结构中。侧导板摆动时，圆柱销在槽形结构中滑动，起到对侧导板的约束作用。齿条托架连接液压缸与平行段侧导板，下侧把合有齿条，与齿轮箱中的齿轮啮合，同时有联轴器将两个齿轮箱中的齿轮轴连接起来，实现平行段侧导板的机械同步。液压缸是侧导板开合的驱动装置，安装于各齿条托架末端，通过齿条托架带动侧导板移动。
二、改造方案比较与选择
卷取机前侧导板，由六块导板在卷取机前输出辊道上对称分布构成（如图1）根据对改造要求及设备组成的综合分析，可有如下两种改造方案：
方案A：将侧导板5、6或侧导板3、4缩短，将全部侧导板向卷取机侧移动。
方案B：将侧导板1、2缩短，侧导板固定座向卷取机侧移动。
根据表1对方案A、B的比较，在不影响板带正常通过的情况下，鉴于工作量的大小相差较多，方案B更加适合本次改造。
方案B包括从侧导板中间与侧导板边部缩短矩离两种方案，由于从侧导板末端保留连接部分减掉三个辊子间距，再将两侧焊接在一起的方案更容易保证侧导板焊后的整体形状，因此选择此种改造方式。
三、改造方案校核
（一）问题的提出
由于侧导板长度缩短1140mm，工作时侧导板两端沿辊子轴线方向距离不变，因此会导致侧导板工作角度变大。
侧导板长度由原长度7780mm缩短1140mm成为6640mm后，在平行段侧导板处于最小开口度时，靠近平行段的销孔侧需向辊道中心线移动540mm，此时侧导板形成的摆角由原来的4°增加至4.65°，当侧导板以一侧为固定侧向辊道中心移动时，另一侧会补充侧导板成角度以后所需增加的长度，这样，对于侧导板的改造就要考虑侧导板上给辊子预留的轮廓是否与辊子干涉。
（二）计算验证
当侧导板处于最小开口度状态时，喇叭口段侧导板与轧制中心线所成的角度由4°增加至4.65°，对于侧导板从垂直于辊子轴线到与辊子轴线成一定角度，此过程侧导板的偏移量可以用下式表示。
式中α为侧导板与轧制中心线夹角，L为辊子直径
因侧导板的运动方式为以液压缸带动侧导板销孔侧沿辊子轴线方向作直线运动，因此当侧导板处于最小开口度时与轧制中心线成最大角度，侧导板与辊子中心线相对位置的偏移量与预留孔到销孔的距离成正比。原有侧导板上距销孔距离近的预留孔中心向近销孔侧偏移，距销孔距离远的预留孔中心向远销孔侧偏移。因此，只需在相同偏心程度的预留孔中选取距销孔端远的预留孔进行计算。
将侧导板预留孔选出五个特殊位置进行分析，分别为预留孔中心与辊子中心偏移程度相同点中的距销孔侧远端位置（如较2）。
辊子最高点距侧导板预留孔最低点距离为5mm，侧导板与辊子轴线呈4.65°角时，沿侧导板工作方向辊子剖面为长半轴150/cos4.65mm，短半轴150mm的椭圆，对图2中所选特殊点需补充的偏移量进行计算，如下所示：
a点需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=6120/cos4.65-6120=20.2
b点需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=5360/cos4.65-5360=17.7
c點需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=4980/cos4.65-4980=16.4
d点需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=3460/cos4.65-3460=11.4
e点需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=1940/cos4.65-1940=6.4
根据侧导板与辊子轴线所成角度及各点偏移量计算结果并与辊子剖面形状进行干涉检查可以得到结论，当侧导板补充了因与辊子轴线成角度所需的偏移量后，未与辊子发生干涉。
四、结论
本文在对侧导板的工艺布置及设备组成研究的基础上，对不同的改造方案比较优选，并对最优方案进行理论分析，验证其可行性，保证了改造后侧导板的使用功能，简化了改造过程中的施工步骤，完成了对此侧导板的改造设计任务。
参考文献：
[1]魏金钢 卷取机前侧导板的设计结构分析 一重技术。
【关键词】侧导板 结构 工作原理 改造方案 计算
为适应市场对钢材需求结构的改变，某钢厂对其现有1800mm炉卷轧线改造升级。包括对原有炉卷轧机机械设备的技术升级，缩短原轧线卷取区输出辊道长度，在此区域内增加三台精轧机。由于输出辊道长度缩短，将原有层流冷却设备更换为冷却效率更高的加密层流冷却设备以节省空间，但原输出辊道长度仍无法同时放置加密层流冷却设备与卷取机前侧导板。而加密层流冷却部分机械设备已无法改变，必需对原有卷取机前侧导板进行改造，为层流冷却设备让出三个辊间距即1140mm的空间。
一、设备及工艺
（一） 工艺布置及功能
1.卷取机前侧导板位于加密层流冷却与1#卷取机之间的输出辊道上，用于将经过层流冷却后的板带引导至卷取机进行卷取。板带出精轧机后，无法保证中心线与轧制中心线重合，卷取机前侧导板在卷取过程中始终对板带起导向作用，使带钢对准轧制中心线，防止塔形钢卷的形成。
2.为保证板带在侧导板处顺利通过，侧导板分为喇叭口段与平行段。喇叭口段有利于对板带向轧制中心线的引导，平行段对板带位置进行约束，将板带中心对准轧制中心线。
3.卷取机前侧导板的开合由位置传感器控制，当收到板带到来信号后，侧导板即在适当位置预摆开口度，并在板带通过平行段时采用短行程控制，使板带快速对中。
（二）设备组成
卷取机前侧导板主要由导板装配、移动装置组成。
1.导板装配
导板共六块，传动侧与操作侧对称布置。导板为焊接结构，内侧装有耐磨衬板，采用普通碳素结构钢，衬板是易损件，需经常更换。为了更有效地使用衬板，在设计上考虑将衬板两面使用[1]。
2.移动装置
移动装置包括固定座、齿轮箱、联轴器、液压缸。固定座用于托起侧导板末端，其上有一圆柱销，插入侧导板末端的槽形结构中。侧导板摆动时，圆柱销在槽形结构中滑动，起到对侧导板的约束作用。齿条托架连接液压缸与平行段侧导板，下侧把合有齿条，与齿轮箱中的齿轮啮合，同时有联轴器将两个齿轮箱中的齿轮轴连接起来，实现平行段侧导板的机械同步。液压缸是侧导板开合的驱动装置，安装于各齿条托架末端，通过齿条托架带动侧导板移动。
二、改造方案比较与选择
卷取机前侧导板，由六块导板在卷取机前输出辊道上对称分布构成（如图1）根据对改造要求及设备组成的综合分析，可有如下两种改造方案：
方案A：将侧导板5、6或侧导板3、4缩短，将全部侧导板向卷取机侧移动。
方案B：将侧导板1、2缩短，侧导板固定座向卷取机侧移动。
根据表1对方案A、B的比较，在不影响板带正常通过的情况下，鉴于工作量的大小相差较多，方案B更加适合本次改造。
方案B包括从侧导板中间与侧导板边部缩短矩离两种方案，由于从侧导板末端保留连接部分减掉三个辊子间距，再将两侧焊接在一起的方案更容易保证侧导板焊后的整体形状，因此选择此种改造方式。
三、改造方案校核
（一）问题的提出
由于侧导板长度缩短1140mm，工作时侧导板两端沿辊子轴线方向距离不变，因此会导致侧导板工作角度变大。
侧导板长度由原长度7780mm缩短1140mm成为6640mm后，在平行段侧导板处于最小开口度时，靠近平行段的销孔侧需向辊道中心线移动540mm，此时侧导板形成的摆角由原来的4°增加至4.65°，当侧导板以一侧为固定侧向辊道中心移动时，另一侧会补充侧导板成角度以后所需增加的长度，这样，对于侧导板的改造就要考虑侧导板上给辊子预留的轮廓是否与辊子干涉。
（二）计算验证
当侧导板处于最小开口度状态时，喇叭口段侧导板与轧制中心线所成的角度由4°增加至4.65°，对于侧导板从垂直于辊子轴线到与辊子轴线成一定角度，此过程侧导板的偏移量可以用下式表示。
式中α为侧导板与轧制中心线夹角，L为辊子直径
因侧导板的运动方式为以液压缸带动侧导板销孔侧沿辊子轴线方向作直线运动，因此当侧导板处于最小开口度时与轧制中心线成最大角度，侧导板与辊子中心线相对位置的偏移量与预留孔到销孔的距离成正比。原有侧导板上距销孔距离近的预留孔中心向近销孔侧偏移，距销孔距离远的预留孔中心向远销孔侧偏移。因此，只需在相同偏心程度的预留孔中选取距销孔端远的预留孔进行计算。
将侧导板预留孔选出五个特殊位置进行分析，分别为预留孔中心与辊子中心偏移程度相同点中的距销孔侧远端位置（如较2）。
辊子最高点距侧导板预留孔最低点距离为5mm，侧导板与辊子轴线呈4.65°角时，沿侧导板工作方向辊子剖面为长半轴150/cos4.65mm，短半轴150mm的椭圆，对图2中所选特殊点需补充的偏移量进行计算，如下所示：
a点需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=6120/cos4.65-6120=20.2
b点需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=5360/cos4.65-5360=17.7
c點需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=4980/cos4.65-4980=16.4
d点需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=3460/cos4.65-3460=11.4
e点需补充的偏移量ΔL=L/cosα-L=1940/cos4.65-1940=6.4
根据侧导板与辊子轴线所成角度及各点偏移量计算结果并与辊子剖面形状进行干涉检查可以得到结论，当侧导板补充了因与辊子轴线成角度所需的偏移量后，未与辊子发生干涉。
四、结论
本文在对侧导板的工艺布置及设备组成研究的基础上，对不同的改造方案比较优选，并对最优方案进行理论分析，验证其可行性，保证了改造后侧导板的使用功能，简化了改造过程中的施工步骤，完成了对此侧导板的改造设计任务。
参考文献：
[1]魏金钢 卷取机前侧导板的设计结构分析 一重技术。