王軍　李娜　高賽鋒

(安陽鋼鐵股份有限公司)

2800 mm 中板軋機(jī)機(jī)架輥優(yōu)化設(shè)計

王軍李娜高賽鋒

(安陽鋼鐵股份有限公司)

摘要機(jī)架輥是2800 mm中厚板軋機(jī)設(shè)備中的重要組成部分，所處的工作環(huán)境極為惡劣，通過對現(xiàn)場使用過程存在的問題進(jìn)行分析，針對存在問題對機(jī)架輥箱體、中間軸、透蓋、楔形鍵等進(jìn)行了相應(yīng)優(yōu)化完善，大大的改善了機(jī)架輥密封不良、松動、使用壽命短等問題，取得了良好的實際效果。

關(guān)鍵詞2800 mm軋機(jī)機(jī)架輥密封優(yōu)化設(shè)計

THE OPTIMIZATION DESIGN OF THE FRAME OF 2800 MM PLATE MILL Wang JunLi NaGao Saifeng

(Anyang Iron and Steel Stock Co. ,Ltd)

ABSTRACTRoller frame of which the working environment is extremely bad is an important part of the 2800 mm plate rolling mill. Through on the analysis of problems existed during site use, optimizations of frame and box body, middle shaft, transmission cover, wedge bonding are carried out, and thus the problems such as the roller frame sealing bad and loose, short service life are greatly improve and good practical results are achieved.

KEY WORDS2800 mm rolling millbreast rollersealoptimization design

0前言

2800 mm中厚板軋機(jī)機(jī)架輥布置在四輥可逆式軋機(jī)的入口側(cè)和出口側(cè)，采用3 根集體傳動輥道，機(jī)架輥兩側(cè)相鄰著軋輥和錐形輥道，在軋制過程中與軋機(jī)的聯(lián)系最為緊密，其工作時隨軋機(jī)頻繁正反轉(zhuǎn)，主要用于配合軋機(jī)進(jìn)行可逆軋制并運送軋件實現(xiàn)順利咬鋼和拋鋼。由于其特殊的作用以及在軋制過程中承受沖擊負(fù)荷、熱輻射和氧化鐵皮、軋機(jī)冷卻水及除鱗高壓水侵蝕，該機(jī)架輥箱體的潤滑和密封難度較大，致使該機(jī)架輥軸承損壞頻繁，經(jīng)常因輥子卡死而使生產(chǎn)中斷，由于機(jī)架輥安裝位置特殊，每次更換單側(cè)機(jī)架輥需要8 h左右的時間，嚴(yán)重影響著機(jī)架輥的使用壽命，已成為制約軋機(jī)產(chǎn)能和質(zhì)量的瓶頸。

1機(jī)架輥結(jié)構(gòu)及參數(shù)

機(jī)架輥采用傳統(tǒng)的結(jié)構(gòu)型式，軋機(jī)前后各1組機(jī)架輥，每組中的3根輥子全部采用花輥形式(布置形式如圖1所示)。機(jī)架輥的傳動方式為集中傳動，每組機(jī)架輥由1臺直流電機(jī)驅(qū)動l臺ZD-400減速機(jī)傳動，機(jī)架輥與減速機(jī)之間通過傳動軸和鼓形齒聯(lián)接，傳動軸通過牌坊上的孔與機(jī)架輥中間輥直接相連，再通過中間齒輪將動力分配到其余兩根輥子上，由于機(jī)架輥輥距非常小，箱體內(nèi)的中間齒輪被設(shè)計在兩輥中心的下方，主要參數(shù)見表1。

2機(jī)架輥存在問題及原因分析

2.1存在問題

1)箱體結(jié)構(gòu)不合理，螺栓易被剪斷，導(dǎo)致氧化鐵皮和冷卻水侵入。

2)中間軸密封不良，導(dǎo)致潤滑脂泄露嚴(yán)重，造成軸承和齒輪損壞。

3)透蓋的外圈沒有密封，其設(shè)計缺陷使得機(jī)架輥箱體內(nèi)潤滑不良導(dǎo)致傳動失效。

4)固定機(jī)架輥所用楔形鍵結(jié)構(gòu)不合理，容易被鋼板撞出，引起機(jī)架輥移位。

2.2原因分析

1)機(jī)架輥箱體是由上箱蓋、下箱體、連接螺栓及定位銷組成。軋制過程中軋機(jī)進(jìn)行咬鋼、拋鋼時，機(jī)架輥箱體上箱蓋被軋制中的鋼板沖擊磨損嚴(yán)重，特別是當(dāng)軋件出現(xiàn)扣頭時在靠近工作輥一側(cè)的箱蓋受到的沖擊最大，磨損也最嚴(yán)重，導(dǎo)致箱體緊固螺栓拉長變形且螺栓頭部被磨損，甚至被剪斷，致使箱體合箱結(jié)合面張開縫隙，高壓除磷水、冷卻水和氧化鐵皮進(jìn)入后侵蝕，導(dǎo)致箱體內(nèi)部潤滑被破壞，加速齒輪磨損，軸承失效造成輥子卡死[2]。

2)機(jī)架輥中間軸是箱體內(nèi)換向齒輪的安裝軸，其外側(cè)鉆有通孔用來進(jìn)行定位(如圖2所示)，軸向定位是通過上下箱體的連接螺栓來固定的，由于螺栓孔徑比螺栓直徑大5 mm，且中間軸的密封是安裝在螺栓孔外側(cè)的O形密封，中間軸與箱體內(nèi)側(cè)直接接觸，完全依靠加工精度來配合，在機(jī)架輥運轉(zhuǎn)過程中，中間軸會在沖擊和振動下產(chǎn)生軸向串動，造成密封失效，潤滑脂通過中間軸軸端和螺栓孔泄露，箱體內(nèi)的潤滑脂泄露嚴(yán)重導(dǎo)致軸承和齒輪因潤滑不良而失效。

3)透蓋的作用是起密封和軸向定位軸承，其內(nèi)圈正反安裝兩個骨架油封，用來防止內(nèi)部的潤滑脂泄露和阻擋外部的高壓除磷水進(jìn)入箱體；由于設(shè)計缺陷，外圈未設(shè)置密封圈，其密封完全只靠機(jī)械加工時的配合精度來實現(xiàn)，拆裝過程中容易造成透蓋外圈碰傷，修磨以后配合精度大幅下降，裝配間隙增大，且機(jī)架輥工作時高速運轉(zhuǎn)，密閉的箱體內(nèi)的會形成一個壓力腔，輥子受軋件沖擊，且其自身正反轉(zhuǎn)頻繁，透蓋外圈的下緣易出現(xiàn)漏油，上緣也易進(jìn)水，造成箱內(nèi)潤滑脂減少且乳化，導(dǎo)致齒輪磨損加速，軸承失效造成輥子卡死等問題。

4)機(jī)架輥通過活門、楔形鍵卡緊在牌坊預(yù)設(shè)的牛腿及卡槽內(nèi)[4]，因楔形鍵結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，楔形鍵靠近軋輥側(cè)頭部為平頭，其寬度較大，在軋制過程中較寬的或?qū)χ胁涣嫉匿摪逡讓⑿ㄐ捂I撞出，活門松動致使機(jī)架輥箱體失去定位從而整體松動移位甚至損壞，從而被迫停車處理，大大的影響了設(shè)備作業(yè)率。

3改進(jìn)措施

1)針對箱體結(jié)構(gòu)問題，現(xiàn)將原來是通孔螺栓的箱蓋進(jìn)行改造，將箱蓋兩側(cè)進(jìn)行倒圓處理，去除原來的螺栓通孔，將原來的通孔改為由下向上的螺紋孔，其它位置的螺栓孔不做改變，安裝時先安裝未做改變的螺栓，再將箱體吊到半空，然后把螺栓倒著裝上去，并設(shè)置防松。這樣的話軋制時鋼坯就不會撞到螺栓上，只能撞到箱蓋上，就徹底解決了螺栓被剪斷或磨損的問題。

2)針對中間軸漏油問題，在中間軸內(nèi)側(cè)增設(shè)一道O型密封。如圖2所示在中間軸上距軸端面70 mm的位置車一個寬度為 6.5 mm，深度為4.5 mm的溝槽，裝配時放置Φ5.7 mm的O形橡膠條密封，即使中間軸產(chǎn)生振動和竄動，也能起到良好的密封效果，使中間軸位置的泄漏得到有效防治。

(a)改造前

(b)改造后

圖2中間軸改造前后

3)針對透蓋處密封不良的問題，在透蓋外圈增設(shè)O型圈密封。如圖3所示在透蓋外圈車一個寬度為 10 mm，深度為 10 mm 的溝槽，裝配時放置Φ12 mm橡膠條密封，增加密封后可抵御振動和磨損導(dǎo)致密封失效的問題，使透蓋外緣的潤滑脂泄漏和進(jìn)水問題得到根治[1]。

(a) 透蓋改造前

(b) 透蓋改造后

圖3透蓋改造前后

4)針對楔形鍵結(jié)構(gòu)不合理的問題，如圖4所示，現(xiàn)在將楔形鍵的頭部由平頭改為斜頭，改造后即使鋼板撞到楔形鍵頭部，由于斜頭具有導(dǎo)向性，會將縱向的撞擊力分散到縱向和橫向兩個方向，從而減弱了鋼板對楔形鍵的撞擊力，極大的減少了楔形鍵被撞出來的可能，有效防止了機(jī)架輥松動。

(a) 楔形鍵改造前

(b) 楔形鍵改造后

圖4楔形鍵改造前后

4改進(jìn)后的效果

按上述方法改進(jìn)后，機(jī)架輥正常使用壽命可達(dá)8 個月以上，由于中板軋機(jī)為可逆軋機(jī)，在軋制時機(jī)后機(jī)架輥所受道次影響，機(jī)后機(jī)架輥每軋制一塊鋼所受沖擊比機(jī)前多一次，且機(jī)后機(jī)架輥要承受高壓的精除磷水沖擊，更容易出現(xiàn)進(jìn)水，造成損壞，故將機(jī)前機(jī)架輥壽命設(shè)定為使用 8個月、機(jī)后機(jī)架輥使用6個月計劃性換下，換下后進(jìn)行表面磨損修復(fù)后重新裝配使用。計劃性換下的機(jī)架輥，其軸承為正常性磨損，密封件也未完全失效，箱體內(nèi)的潤滑脂也完好[3]。機(jī)架輥改造前后壽命對比見表2。

表2　機(jī)架輥改造前后壽命對比

1)實現(xiàn)了對機(jī)架輥的計劃性檢修。以前因機(jī)架輥經(jīng)常發(fā)生在生產(chǎn)中突然損壞造成生產(chǎn)中斷。每年4臺機(jī)架輥平均發(fā)生 4 起機(jī)架輥損壞故障，造成停產(chǎn)約32 h，損失約32 h×100 t/h×200元/t=64萬元。

2)減少了備件消耗。以前機(jī)架輥平均使用周期約為3個月，每年兩臺軋機(jī)需要更換機(jī)架輥約16臺次。改造后平均7個月更換 1臺次，每年需要更換機(jī)架輥8臺次。每修復(fù)一臺機(jī)架輥需更換軸承，密封，齒輪以及輥子等備件費約2.5萬元。改進(jìn)后每年可節(jié)省備件費約：(16-8)×2.5=20萬元。

3)減少了維修工人工作量。因所需要拆裝機(jī)架輥的數(shù)量減小了，故工人可有更多的時間和精力將機(jī)架輥裝配好，將其它設(shè)備維護(hù)好，使設(shè)備維修進(jìn)入良性循環(huán)[1]。

5結(jié)束語

在中板生產(chǎn)中，輥道是數(shù)量最多的設(shè)備，機(jī)架輥是工況最惡劣也是最重要的輥道。如何使用維護(hù)好機(jī)架輥對中板的正常連續(xù)生產(chǎn)非常重要。以上對機(jī)架輥的改進(jìn)，結(jié)構(gòu)簡單，投入很小，效果卻非常顯著。從2013改進(jìn)后，機(jī)架輥的正常壽命達(dá)到了8個月以上，為了保證安全，我們按照機(jī)前機(jī)后工況不一樣將機(jī)前機(jī)架輥的壽命周期制定為8個月，機(jī)后為6個月。這大大的提高了機(jī)架輥的使用壽命，節(jié)約了生產(chǎn)成本，減輕了維修人員的勞動強度，對降本增效起到了非常大的意義。

6參考文獻(xiàn)

[1]周昌勇． 熱軋機(jī)架輥密封分析與改進(jìn)[J].潤滑與密封，2004(3)：95-98.

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[3]陳龍，劉樹生．李春敏.2690 mm軋機(jī)機(jī)架輥改造[J]. 江西冶金，2010，30(6)：27-29.

[4]王建軍，李鴻，張盼榮．提高軋機(jī)機(jī)架輥使用壽命的改造實踐[J]．山西冶金，2010，(3)：56—58.

收稿日期：聯(lián)系人：王軍，助理工程師，河南．安陽(455004)，安陽鋼鐵股份有限公司第二軋鋼廠；2015—8—10