连续挤压包覆机主机要件的拆装与调整分析

1、连续挤压包覆机主机要件的拆装与调整李湘民（江西工程学院，江西新余 338029）摘要 介绍SLB350型连续挤压包覆机的工作原理及结构组成。着重阐述分析了连续挤压包覆机主机的装拆要领与步骤，提岀了关键部件模腔、靴及挤压轮的工艺调整方法及要点。关键词铝包钢；包覆机；模腔；靴；挤压轮；调整1概述铝包钢产品的包覆工序是在连续挤压包覆机上完成的：高碳铅淬火钢丝在清洗和预热 后在牵引力的作用下，通过一个热的挤压模腔， 清洗过的电工铝杆同时也被高压挤入模中并紧紧地包覆住钢芯，在模腔中铝钢之间获得理想的冶金结合。连续挤压包覆机2是铝包钢生产线上的主要设备，由动力系统（直流主驱动电机、行星 减速机）和工作主机

2、（挤压轮主轴组件、靴模腔组件、机座及其它辅助件）两大部分构成。 其工作主机的高承载性和高精密性是制造合格的铝包钢产品的基本保证，主机的高精密性不仅意指主机零件的制造精度高，更体现在主机组件的装配精度和工模具的调整精度。而出于更换产品规格和设备维修的要求，又须经常性地对主机要件（如挤压轮、模腔和主轴水套等）进行拆装和调整，因此，上述主机要件的拆装和调整工艺直接影响到铝包钢产品的质量和包 覆生产的正常进行。2.挤压轮主轴组件结构分析及其拆装调整艸HIS角I谡帀怀埠卍罩主勒冷回木-2.1结构分析挤压轮直接和产品接触，是主机要件之一，为了传递巨大的工作扭矩，挤压轮径向与驱动主轴采用直径为210mm、模

3、数为8的渐开线花键配合，而轴向是通过一个 液压螺母将其连同内、外水套、主轴套一起牢牢地箝紧在主轴上， （见图 1）“液压螺母”是 一专利装置， 它由内外套两部分组成， 且两者间通过密封形成一高压区域， 当螺母套在主轴 螺杆上，注入高压油，即可迅速地以高而准确的压力来张紧大直径的螺杆， （而不是用传统 的扭矩张紧方式） 用转动外螺母锁定压力后再去除高压。 为了控制挤压轮的轮温， 挤压轮上 开有冷却水道， 并与内、 外水套及主轴上的通水管道形成回路， 由主轴端两根入水软管和一 根回水软管活接头连接实现循环水冷却。 水套的外环面与两对大的滚柱轴承配合， 轴承被密 封以防止污物的进入并由单独的供油系统

4、润滑，以保证轴承的工作温度和润滑条件维持不 变；滚柱轴承能承受连续挤压生产时所产生的高负载，并通过轴承座传给机座；内、外侧轴 承座均与机座立板承载孔紧密配合， 且内侧轴承座用螺钉固定于立板上， 外侧轴承座法兰板 上则装有三个拆卸液压缸以用于拆卸挤压轮和外侧轴承座时将其从机座立板孔中拉出。（ *注 内侧指齿轮箱传动侧，外侧指液压螺母侧，下同）2.2 拆装与调整a. 将靴座升到打开位置才能拆卸轮及主轴组件；拆除轴承座润滑油管、主轴端冷却水 管；拆除刮刀板装置等辅助件。b. 液压螺母拆装 将超高压液压站的液压回路管连接到液压螺母的进口，并与压缩空 气供应系统连接；在系统内完全清除空气的情况下，起动增

5、压泵， 螺母开始加压， 允许压力 升到170MPa ;松开液压螺母的外螺母，降压至零并拆掉液压回路和压缩空气回路；在液压 螺母的外螺母上旋上吊环螺栓并挂上吊索， 用行车钩紧吊索； 操作机器， 顺时针方向转动轴， 螺母被松开直到完全脱离。液压螺母在安装时，其安装顺序为拆卸时的逆过程。c. 外轴承座拆卸 将专用的三角形吊具用螺栓与外轴承座相连；开动装在机器上的三个拆装液压缸， 活塞运行到最大位置时外轴承座连同外水套一起将被拉出主轴，用行车将其吊离机器。d. 挤压轮拆装 检查挤压轮内花键与主轴花键之间的磨损情况，如有磨损并形成毛刺 时须先将毛刺修磨掉后才能把挤压轮从主轴上拉脱下来。 挤压轮的安装过程

6、是以上拆卸时的 逆过程， 应注意的是在安装挤压轮和水套时， 应在主轴花键和与轴套接触的表面喷淋耐高温 的润滑剂，以使安装顺畅。e. 轴承的拆装与调整 以外侧轴承为例，轴承座连同轴承、水套一起从轴上取出后，首先须分离轴承座和轴承， 将吊环装在所提供的螺孔中， 用行车稍微提起水套及轴承， 用尼 龙锤轻击使其分离。 轴承的分解步骤是取轴承外圈滚柱轴承内圈： 外圈提起一半露出滚 子后，用一橡皮绳将滚子箍牢防止滚子散落，损坏保持架；取出滚子，清洗并做标记。轴承 内圈与水套之间的配合有一定的过盈量， 拆卸轴承内圈时须用两把氧乙炔枪加热内圈， 同时 用固态二氧化碳 （干冰） 填入水套， 当加热到用手能转动内

7、圈时即可将其拖出。轴承的安装 则基本为以上逆过程，只是轴承内圈的加热是在90/100度的油浴中进行。轴承内圈与水套间的轴向定位及轴承外圈与轴承透端盖的轴向定位通过各处的垫片实 现调整，（见图 2）调整尺寸关系如下：垫片尺寸d=水套高度a-轴承（b+c）-（ 0.05mm）端盖处尺寸h=轴承座高度e-轴承（f+g）-（o.oomm）ZlL_ZLnn rJ甸2*轴承内外圏轴向定位示意阁3.靴及模腔组件结构分析及其拆装调整3.1结构分析铝与钢的包覆结合是在模腔及其包覆模具（导向模、挤压模）中进行的：挤压轮的圆周上开设了两圈沟槽，轮子四分之一左右的圆周同模腔零件弧面相吻合并保持一定间隙，模腔上有两个断

8、面形状与轮槽一致的堵头伸入轮槽内，当铝杆送入轮槽内时在轮槽侧壁摩擦力的作用下随挤压轮的旋转向前运动，直到被模腔堵头挡住进入模腔，铝杆在高温高压等综合作用下，呈半融熔状态，由于芯线从模腔中穿过，半融熔状铝料便围绕在芯线周围从挤压模模孔中挤出，形成铝包钢线包覆产品。模腔组件安装在一个叫“靴”零件的内表面凹槽中，（见图3）靴是由高质量孕育铸铁材料制造的，其底端安装在一固定销轴上，其上端连接一个大行程液压升降油缸，用于控制靴的升、降（开、合）；机器在运转时靴转动到与挤压轮相靠近的合上位置，并由另一液压压 紧缸压紧，以维持靴中模腔弧面和挤压轮之间的恒定间隙；靴的内表面有一大的凹槽，凹槽到靴的外表有一孔槽

9、为包覆产品通到冷却水槽提供一个通道；凹槽内还装有加热元件和热电偶探针用以控制模腔温度； 被精确加工过的模腔弧面上有堵头，堵头允许有极少量的铝料绕过模子并附着在轮槽中， 若绕过的铝料过多，会影响机器正常工作， 因而在模腔后装有一刮 板，用来刮除多余的铝料3。图3模腔组件结构3.2拆装与调整a. 模腔沿挤压轮轴线方向的调整：模腔与挤压轮轴线方向的相互位置必须保持正确的 关系，若安装不对，将会使模腔堵头顶到轮槽而损坏轮子、模腔表面和堵头。轮槽相对于模 腔堵头的位置随着机器运转温度的变化而变化，在冷却状态（安装）时，堵头相对于轮槽的位置是偏离的，在机器工作时，模腔、挤压轮和靴均受热，发生热膨胀，这个位

10、置将会对中。 调整方法：模腔装在靴的凹槽内，侧面衬有垫片，在冷却条件下调整垫片的厚度，使模腔堵头与挤压轮在轴线方向的各间隙保持DBAC关系，（如图4示）。各间隙采用压铅法测量得到，其方法是：用一些橡皮泥将一块铅板（160mm x 40mmX 1.5mm）粘固在轮上；操作靴夹紧缸（最大压力250kg/cm2）将靴夹紧；再将靴打开，取出铅块测量；调整垫片，重复上述 过程，直到满足DBAC关系。DBAC图4挤压轮与模腔堵头相互位置示意图b. 轮/模腔间隙调整：轮/模腔间隙是指挤压轮和靴座内的密封块之间的间隙，也即运动旋转零件和密封零件之间的间隙， 它是连续挤压包覆机运转时的一个重要参数，因此在工作前

11、必须精确调整轮/模腔间隙，给铝杆提供一条光滑的“递进 一完全释放”的通道。调整方法：首先对模腔进行精确定位，（如图5）轮/模腔间隙在模具与堵头方向应稍微成圆锥状，该圆锥状在入口模块处应比在模具处约大（0.1 土0.03）mm,其采用压铅法测量和调整，即将两根铅条放在模腔弧面处用橡皮泥粘牢，然后关闭靴并施加到最大箝紧压力后（690bar），释放压力并打开靴，取下铅条，测量其各处的厚度，以达到前述的（0.1 土 0.03）mm圆锥状尺寸的工艺要求。其次是通过增、减模腔底和靴座之间的垫片的数量进行调整， 此做法是均匀控制模腔弧面与挤压轮弧面之间的间隙，以保证模腔与挤压轮的面压力。该间隙过小，模腔与挤

12、压轮的面压力增加，导致摩擦发热增大，系统油温、冷却水随之升高而引起机器故障，甚至造成挤压轮和密封块直接咬死，无法工作；间隙过大，溢铝量增加，融熔 区的压力条件难以建立，严重时甚至不能挤出铝材。模腔弧面与挤压轮弧面之间的间隙通常 调整值为0.20.7mm。总曲调覽趟片 昴綁星垫片冷梆寸/挤压轮图5轮/權间隙调整示恿图c. 导向模相对包覆模之间的位置调整：导向模与包覆模之间的距离， 通常称“鼻沟（NoseGap）”，其决定了模腔包覆区容积的大小，“鼻沟”尺寸的改变直接影响包覆区模腔内的动压力，腔内动压力对于铝包钢母线结合力的好坏极为重要。“鼻沟”太小不仅会使钢芯上包覆的铝层厚度超差，溢料浪费，更重

13、要的是腔内动压力过低而影响产品铝、钢之间的结合力；“鼻沟”太大，腔内动压力过高，在张力增加的情况下，钢芯会被拉断，另外还会造成供铝 不足，包覆的铝层厚度低于工艺参数值。调整方法：在导向模与模腔之间设有若干垫片，装模时改变垫片的数量即达到调整“鼻沟”尺寸的目的。“鼻沟”的大小和包覆钢芯直径相关，工艺给定的参数见表1。钢芯直径（mm）“鼻沟”尺寸（mm）2426463869410d. 舌切位置的调整：刮刀仅仅是用于去除包覆残余的铝料，它离开挤压轮比模腔远， 因此在正常情况下，它刮除覆盖物将是很小的，一般轮上的包覆层在0.3mm 0.5mm之间,刮刀与轮子的间隙为0.7mm，这样，将不会刮除正常包覆

14、厚度。当机器处于正常生产速度时，可以观察刮刀的效果，平常是把中间轮槽的覆盖物被移走，其它部位只在起动期间才移走物料，如果正常状态下，其它部位的覆盖物连续被移走，则刮刀的位置需作调整5。4结语生产实践证明 6，连续挤压包覆机是铝包钢生产线上的关键设备，要保证机器正常运转、减少故障率则与包覆机主机组件及工模具的精确定位密不可分。 因此在包覆机主机检修和更 换工模具时， 主机要件的安装与调整得优劣， 对提高设备的生产作业率和铝包钢产品的质量 都具有非常重要的意义。参考文献1宋宝韫 .CONFORM 连续挤压包覆设备 J .大连铁道学院学报， 1996，17（3-5）2 高飞、宋宝韫、张新宇、王延辉连续挤压包覆技术在铝包钢丝生产上的应