□樊本義

一、矩形坯連鑄機扇形段輥子存在的問題

本鋼矩形坯連鑄機由意大利達涅利公司整體引進，扇形段采用集中潤滑形式，輥子內(nèi)部閉路水冷結構。自投產(chǎn)以來，扇形段輥子軸承損壞比較頻繁。伴隨著軸承的損壞，輥子不轉，與輥子相聯(lián)的潤滑和冷卻水管路接頭被扭轉損壞，漏水、漏油故障頻發(fā)。同時，由于輥子不轉，鑄坯表面產(chǎn)生劃痕等質量問題，當扇形段多根輥子不轉時，鑄坯拉坯阻力大幅提高，經(jīng)常發(fā)生拉不動坯事故，因此，本鋼矩形坯連鑄機故障率較高，設備穩(wěn)定性差，常期困擾生產(chǎn)。

二、輥子不轉軸承損壞的原因分析

通過對損壞的軸承進行分析，軸承損壞形式為內(nèi)外圈及保持架斷裂，軸承內(nèi)潤滑油板結發(fā)黑，判斷為軸承潤滑和冷卻不良，在高溫下找失效損壞。經(jīng)過對潤滑及冷卻回路的設計進行進一步分析，認為輥子裝配結構存在較大設計缺陷，如圖1所示。

圖1 輥子

第一，輥子及軸承的冷卻方式采用芯軸冷卻形式，冷卻水僅對芯軸進行冷卻，而輥子外套沒有得到有效冷卻。輥子外套直接與高溫紅坯接觸，在高溫作用下，會產(chǎn)生變形，變形力作用到軸承外圈，是造成軸承損壞的一種原因。另外，輥子外套高溫可以直接傳導到軸承上，也是造成軸承損壞的一種原因。

第二，潤滑采用集中潤滑形式，定期補油，潤滑油通過潤滑回路作用到軸承內(nèi)側，但是，在軸承內(nèi)側缺少相應的密封進行封油，從而造成潤滑油堆積到輥套和芯軸之間的密閉空間內(nèi)，而由于輥子外套缺少冷卻，溫度較高，因此，潤滑油在此空間內(nèi)極易板結堵塞潤滑通道，造成潤滑不暢，軸承缺少持續(xù)的供油潤滑及冷卻，也是軸承損壞頻率較高的原因。

第三，輥子冷卻水管路接頭形式設計不合理。當軸承損壞后，輥子在鑄坯的被動驅動下，芯軸會發(fā)生相對轉動，這時，與芯軸直接通過螺紋聯(lián)接的管接頭會發(fā)生松脫，造成冷卻水泄漏。由于冷卻水采用閉路循環(huán)，一旦泄漏量達到一定程度時，閉路循環(huán)補水跟不上泄漏量，會造成系統(tǒng)停機事故。

三、解決輥子設計不合理缺陷的措施

由于矩形坯連鑄機設計結構緊湊，輥子裝配空間小，不適于進行大幅度的改變。為解決制約設備穩(wěn)定運行的缺陷，經(jīng)過認真研究，從輥子內(nèi)部的結構形式進行改進，加以解決，如圖2所示。

圖2 輥子

第一，改變原來的冷卻方式，冷卻水通過芯軸后，進入輥子外套和芯軸之間的閉封空間內(nèi)，形成冷卻腔，從而對芯軸和輥子外套實現(xiàn)有效的冷卻，避免輥子外套由于高溫變形，冷卻腔的形成還可以為軸承提供足夠的冷卻環(huán)境。

第二，在潤滑回路增設兩道密封圈，確保軸承潤滑區(qū)域封油腔的形成，另外，可以避免冷卻水與潤滑油混合，避免漏水。

第三，為防止在軸承故障狀態(tài)下，冷卻水管路接頭松脫，在管路與芯軸相聯(lián)部位設計防轉卡板，將冷卻水管路相對固定，可以有效避免故障的擴大化。

四、取得的實際效果

通過對輥子結構形式進行改造后，新形式的輥子在本鋼矩形坯連鑄機上進行試用，較好解決了輥子軸承壽命低，損壞后對鑄機生產(chǎn)所造成的一系列影響，扇形段整體使用壽命由原來的1個月提高到3個月以上，設備運行穩(wěn)定性得到了大幅度提高，為矩形坯產(chǎn)能和質量的提升創(chuàng)造了有利條件。

五、結語

通過對本鋼矩形坯連鑄機輥子軸承損壞的原因進行分析，找出設計不合理因素，克服原有設計結構緊湊，可利用空間小的不利因素，對輥子內(nèi)部冷卻和潤滑結構形式進行改進，取得了如下效果:一是提高了軸承的冷卻和潤滑效果，延長了軸承使用壽命，進而提高扇形段整體在線使用壽命。二是輥子不轉問題的解決，減少對生產(chǎn)和質量的影響。三是在本鋼矩形坯連鑄機上成功應用，取得了較好的效果，對國內(nèi)其它達涅利同種機型的連鑄機設計缺陷的改進具有借鑒意義。

［1］徐灝．機械設計手冊［M］．北京:機械工業(yè)出版社，1991