宝钢特钢韶关有限公司
摘要：本文主要简要探讨热锯机锯片使用寿命的影响及滚轮滑座式热锯机结构分析。
关键词：热锯机锯片使用寿命；滚轮滑座式热锯机结构
引言
热锯机是热轧车间重要的辅助设备,热锯机设计的优劣直接影响锯切钢材的质量。从热锯机的结构上看,最重要的两部分就是锯片和进锯机构,这两部分最复杂,使用也最频繁,对锯切钢材的质量影响也最大。因此,对热锯机锯片和进锯机构的研究具有十分重要的意义。
一、影响锯片使用寿命的因素
热锯机是我国中小型轧钢企业,尤其是特钢生产上的重要设备,它将温度为750℃～ 950℃的轧材进行锯头、锯尾和定尺锯切。热锯机的工作质量在很大程度上取决于锯齿的使用寿命,从对锯齿的使用寿命的研究看出,合理的选择使用、维护锯齿,是延长其使用寿命的宏观条件,而锯切能耗小,制造修磨齿容易和工作时噪声低是首要和必要条件。
锯片的使用寿命不仅与锯片本身的材质和齿形有关, 还与锯机的锯片的圆周线速度、锯片的进给速度、锯片冷却水等工艺参数以及锯机的稳定性有关。下面以宝特韶关大棒生产线的热锯机为例, 讨论锯切大断面方坯、圆钢的各个锯机参数对锯机效率的影响。
(1) 锯片的圆周线速度
为了提高生产率和减少锯片的轴向震动, 锯片的圆周线速度最好大于100 m/s。但是锯片的圆周线速度过大, 由离心力引起的锯片内的拉应力也越大, 可能导致锯片轴孔破裂。目前国内金属锯片的材料一般为弹簧钢, 根据弹簧钢强度的限制锯片的圆周线速度不应超过140 m/s。因此,锯片的圆周线速度一般在100~140 m/s 之间。从宝特韶关现场使用情况看, 锯切Φ220 mm圆钢时,锯片的圆周线速度从120 m/s 降到108m/s 时, 锯片寿命提高了15%。因此, 锯片的圆周线速度在正常范围之内时, 锯片的圆周线速度应与钢的截面积成反比, 才能提高锯片的使用寿命。
2) 锯片的进给速度
进锯速度是影响锯片寿命最主要的因素。为了提高锯机的生产率, 生产时希望进锯速度越快越好。但进锯速度越快, 锯片磨损速度急剧加快。从宝特韶关现场来看, 在相同的圆周速度和锯切温度下, 同样锯切220mm圆钢时, 进给速度为25mm/s 时, 锯切了20多根Φ220mm圆钢,锯片就不能使用了; 进给速度为10 mm/s, 则锯切了100多根Φ220mm圆钢。而锯切160 mm方钢时, 锯切时的进给速度可以达到35mm/s。
可见, 锯切同规格轧件时的进给速度越大,锯片磨损越快; 对于不同规格轧件, 规格越小,磨损越慢, 相应的进给速度可以加大。所以, 生产时应根据钢的断面大小对进给速度进行调整,反映到控制上就是锯片进给速度随电机负荷变化自动调整。为了解决生产节奏和锯片磨损对进给速度要求的矛盾, 采用未接触轧件时快速进锯、低速锯切、高速返回的控制模式。在低速锯切阶段, 不同规格钢的进给速度也是可调的, 因此应该用比例换向阀代替普通换向阀来调整不同的进给速度。所锯切的钢温度越高, 锯切时的进给速度应该越快些。最理想的状况是在液压系统增加压力传感器, 这样在锯切过程中锯片的进给速度会随着所受的压力的变化而变化, 从而实现锯片达到最佳使用寿命。
(3) 锯片冷却水
锯片的冷却也是影响锯切使用寿命的主要因素之一。锯切时, 锯齿间的锯屑如果不能及时清理会造成“糊齿” 现象, 大大降低锯片使用寿命。从现场实际情况来看, 锯片冷却水的压力在5MPa 时的锯片使用寿命比2MPa 时的寿命延长一倍多, 同时，在有一定水压的基础上，适当地增大水流量也能延长锯片使用寿命，宝特韶关大棒线热锯通过在锯片两侧新装固定两路冷却水对锯面进行冷却，水流量从16m³/h增加至30m³/h，改造后锯片的使用寿命比原来的延长了约60%，大大降低了因更换锯片造成的误产时间，提高了生产效率。
(4) 锯机的稳定性
从现场看,固定锯的锯片寿命远远大于移动锯的寿命。那是因为移动锯的稳定性比固定锯差,在锯切过程中锯片振摆使其两侧面与被轧件接触产生摩擦损耗的功率多, 锯齿磨损更严重,锯片寿命也就降低了。所以锯机结构设计越合理, 其稳定性越好, 锯片使用寿命越长。
二、热锯机的结构形式
目前特钢生产线上的热锯机多以滑座式和四连杆式为主，滑座式热锯机又分为滑板式和滚轮式。电滑板式滑座锯因滑板磨损快，需要经常更换，而且滑板磨损后间隙增大又会使锯片震动加剧；而滚轮式滑座锯进锯平稳，行程大，效率高，锯切质量好。因此以某滚轮式滑座热锯机为例对其结构进行分析。
滚轮滑座式热锯机主要由锯切机构，送进机构两部分组成。
（一）锯切机构
电机通过接轴连接伞齿轮减速箱，输出轴连接锯片内夹盘，锯片通过内外夹盘装于轴的悬臂端(见图1)。其中，夹盘的作用是使锯片对准中心，保证锯片平直，消除轴向振动。锯片通常用65Mn 制成，锯片热处理后的表面硬度HRC31～35，齿面淬火硬度HRC＞45,使齿面强度极限达到120～140 kgf/mm2，锯片使用寿命长。锯片由内夹盘与外夹盘组合夹持，其中外夹盘内孔呈“十字槽”型，压环外缘呈“十字凸缘”型，两者配合，自制螺柱固定在内夹盘上，用于紧固压盖压紧压环，压环压紧外夹盘，外夹盘夹持锯片，使锯片牢固地安装在减速机输出轴上。减速机与电机之间通过齿式联轴器连接传动轴，降低了电机和减速机之间的振动；锯片防护罩本体用钢板和型钢焊接制成，在防护罩内安装和固定有水管、中压喷嘴等零部件，防护罩内设置水溜槽，能将冷却水排除在防护罩外，使冷却水极少量的喷在轧件上，从而保证锯切质量并确保冷却水正常的冷却锯片。
（二）进锯机构
进锯机构负责将滑座以一定的送进速度通过轧件并将其切断。该机构由液压缸带动滑座在底座导轮上向前送进，底座导向轮总成包括下导向轮、上导向轮、侧导向轮各四组，其中一侧的两组侧导向轮可通过偏心轴将导轮与滑座贴紧，而另一侧的两组导向轮面处同一直线，并且滑座与导轮接触部位装有导向板，保证滑座在进锯时能水平直线前进，由于采用液压缸作为动力源，送进机构简单紧凑、重量轻，操作维护方便、使用可靠。
滑座式热锯机应用已非常普遍，为进一步提高锯切能力，应采取以下措施（1）进一步提高锯切机的速度，如进给速度为200～300 mm/s，返回速度为600 mm/s。（2）倍尺锯切，实现长达30 m 的倍尺锯断。（3）增加新锯机。（4）锯切机布置成二列式。（5）采用长尺轧制——长尺冷却——长尺矫直的生产方式，将热锯切改为冷锯切。
总结
可见，影响锯片使用寿命的因素还有很多, 但是如果设计热锯机时能充分考虑上述几个因素的影响, 合理优化工艺参数, 将大大延长锯片的使用寿命, 提高锯机的生产率。还要不断的提高锯片的质量,合理的选择锯齿形状,才能保证在生产中减少锯齿磨损,减少锯切力,增加锯齿的使用寿命,降低锯切能耗。
参考文献：
[1]滚轮滑座式热锯机结构分析_李春生
[2]浅谈影响热锯机锯片使用寿命的因素_李晓娜
[3]影响热锯机锯齿寿命的主要因素的探讨_朱丽华
论文作者:莫振锦
论文发表刊物:《基层建设》2016年36期
论文发表时间:2017/3/29
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