摘要：文章介绍了某公司镀锌机组光整机高压清洗装置故障，分析原因，对下高压清洗装置进行了改造，降低高压清洗装置故障，提高轧辊使用寿命。
关键词：高压清洗装置；喷嘴，轧辊
Transformation of the high pressure cleaning device of the galvanizing machine
Ma bin1 Li wei2
(1.Energy Conservation and Environmental Protection Center of Baotou Iron & Steel（Group）Corp. ，Baotou 014010，Inner Mongolia Autonomous Region，China ；
2. Inner Mongolia baotou steel metal manufacturing co., LTD， Baotou 014010,Inner Mongolia Autonomous Region，China ）
Abstract：This paper introduces the failure of the high pressure cleaning device of the galvanizing unit of Baotou Steel metal manufacturing company, analyzes the causes of the failure, and improves the lower high pressure cleaning device, reduces the failure of the high pressure cleaning device, and improves the service life of the roll.
Key words：High pressure cleaning device; nozzle; roll
某公司现有两条镀锌机组生产线，主要生产汽车板GI和GA产品。光整机轧制处理带钢作为镀锌机组的重要生产工序，对改善镀锌产品板面质量及性能起着举足轻重的作用。一旦光整机故障，生产的产品会出现降级，严重时迫使产线停机，给生产组织造成严重影响，提高光整机作业率显得尤为重要。光整机轧制过程中，利用高压清洗装置对轧辊进行清洗，避免残余锌粉粘辊造成带钢板面质量降低。高压清洗装置为光整机重要附属设备之一，如出现故障无法正常横移或冲洗，势必会减弱对轧辊表面的清洁程度，从而造成产品质量降级，对正常生产构成较大隐患。
1 高压清洗装置原理及故障原因
光整机高压清洗包括高压清洗系统和低压清洗系统。高压清洗用于清洗轧辊，该系统通过柱塞泵（Pmax=21Mpa）及管线附件（止回阀、压力调节阀等）将脱盐水介质送至上下清洗小车，小车末端通过喷嘴将介质喷出清洗轧辊。清洗小车固定在丝杠螺母上，电机通过带传动带动滚珠丝杠副结构的丝杠末端带轮转动，从而带动丝杠螺母行走。电机正反转带动清洗小车往复运动，清洗辊子不同位置。高压清洗装置安装图如图1所示。
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图1 高压清洗装置结构图
该公司镀锌生产线运行以来，多次出现下高压清洗装置故障，改进清洗装置迫在眉睫。下清洗小车由于安装空间小，防护难度大，加之高压清洗系统喷射压力大，长时间运转将清洗出的锌粉和平整液喷溅至清洗小车丝杠部位，造成螺旋丝杠卡阻，电机过载保护致小车停止。
2 改造方案
2.1改造思路
通过光整机设备及工艺研究，在保证喷嘴喷射范围不变的条件下，改变原有的螺旋丝杠传动方式，降低设备故障。
2.2 确定喷嘴角度
依据喷嘴供应商提供技术参数，确定喷嘴喷射角度，如图2。
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图2 喷嘴工作示意图
2.3 计算喷嘴喷射距离
tan26°=A/B（B：喷嘴到辊面距离156mm）
经计算：A=76mm
喷嘴喷射范围：L=2×A=152mm。
2.4确定链条安装位置
将螺旋丝杠螺母机构拆卸，根据喷嘴喷射范围，确定两侧链轮安装位置。链轮安装完成后，根据链轮位置及链条松紧程度，安装链条，完成链传动代替螺旋丝杠螺母传动，
2.5计算小车最大行走速度
考虑到支承辊和工作辊在运转过程中，线速度相同，而支承辊辊径达工作辊的2倍，二者长度相当。在保证支承辊速度下，定能满足工作辊要求，故只计算支承辊行走速度，支承辊辊径D=1115mm
查阅光整机相关资料，支承辊最小线速度：Vmin=1m/s
支承辊旋转周期：Tmin=S/V，
=π·D/ Vmin
=3.14×1.15/1=3.6s
为保证高压清洗喷嘴喷射范围能够覆盖全辊面，下高压清洗小车运行速度Vmax=L/Tmin=152/3.6=0.042 m/s。
2.6 传动方式选择
原设计滚珠丝杠副结构的螺旋传动方式，具有改变机构运动方向的特点，但由于螺母与螺杆传动间隙小，对润滑要求高，大量锌粉等杂物进入传动间隙位置，导致电机过载。考虑到清洗小车空间局限性，决定选用链传动方式代替螺旋传动。
2.7 传动电机选取
考虑到链传动代替螺旋传动后，小车重量不变，虽然链传动摩擦阻力加大，但综合考虑同功率（0.55KW）的三合一减速电机，可满足小车驱动。电机减速机转速nmax=0.167r/s。电机侧安装带轮选取d主=71mm
通过传动链输出线速度：V2= nmax×π×d主=0.037m/s 。
V2＜Vmax， 故所选电机输出的线速度能够满足高压清洗小车的运行速度。
2.8 确定带轮参数
根据安装位置空间情况，选取从动轮d从=142mm，初定中心距a0=360mm，皮带选用啮合型齿形带。
2.9 计算皮带基准长度
Ld0=2a0+（d主+d从）·π/2+（d从-d主）2/4a0
经计算，Ld0=1057.9mm
2.10 查表选取皮带
根据齿形皮带国家标准，选择皮带规格为：长度Ld=1056mm，宽度B=20mm，齿间距8mm，
2.11校核初定带轮中心距
计算公式a≈a0+（Ld-Ld0）/2，经计算，a=359.05mm，变化不大，暂按360mm中心距安装。
2.12高压清洗装置改造前后安装图对比
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1、减速电机 2、链条
2.13 改造后应用效果
（1）改造后减少了电机、皮带等的备件消耗。经计算，每年节约备件费用约15万元。
（2）改造前，高压清洗装置故障后，需对螺旋丝杠做润滑处理等方法来消除故障。改造后，降低设备运转过程中处理故障带来的安全风险。
3 结束语
通过对镀锌生产线光整机下高压清洗装置改造，高压清洗装置故障得到了有效的控制，对于光整机的安全稳定运行提供了很高的保障。光整机作业率得到大幅提升，同时延长了轧辊使用寿命，对于镀锌机组降本增效做出了应有的贡献。
参考文献
[1] 濮良贵，纪名刚.机械设计.8版.北京：高等教育出版社，2006.
[2]李九岭，胡八虎，陈永朋.热镀锌设备与工艺.北京：冶金工业出版社，2014.
作者简介：马斌（1984-），内蒙古包头人，工程师，现从事项目规划与管理工作。