張國棟

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

八鋼中厚板3500mm精軋機(jī)機(jī)架輥結(jié)構(gòu)改進(jìn)

張國棟

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

八鋼中厚板3500精軋機(jī)出入口機(jī)架輥正反轉(zhuǎn)頻繁，容易損壞，一旦發(fā)生故障影響正常生產(chǎn)。經(jīng)過一系列改造，中厚板350精軋機(jī)把機(jī)架輥壽命由6個(gè)月提高到10個(gè)月以上。

機(jī)架輥；應(yīng)力集中；油孔；在線壽命

1 前言

八鋼中厚板廠3500精軋機(jī)出入口機(jī)架輥均重20t，它是軋制過程中與主機(jī)聯(lián)系最緊密的設(shè)備之一。它將鋼板順利送入軋機(jī)輥縫并接受軋出的軋件。其結(jié)構(gòu)主要有輥?zhàn)?、電機(jī)、花鍵軸、軸承座、中間軸組成。因?yàn)榫垯C(jī)為可逆式軋機(jī)，軋制出一塊鋼板就要經(jīng)過十幾次的正反轉(zhuǎn)動。因而機(jī)架輥正反轉(zhuǎn)頻繁，工作條件惡劣，受正反沖擊，負(fù)荷大，容易損壞。機(jī)架輥一旦發(fā)生故障（死輥或被動轉(zhuǎn)）鋼板都無法正常咬入和拋出軋機(jī)。八鋼中厚板廠自2009年投產(chǎn)到2014年底，機(jī)架輥在線壽命只有6個(gè)月，自2015年對機(jī)架輥應(yīng)力集中進(jìn)行優(yōu)化、油孔進(jìn)行改造、材質(zhì)改良等一系列措施，至2016年8月，機(jī)架輥在線壽命達(dá)到了10個(gè)月。

2 問題分析

2.1 斷裂與應(yīng)力集中的問題

見圖1和圖2。由圖1可知機(jī)架輥存在兩處應(yīng)力集中，結(jié)合圖2產(chǎn)生斷裂的部位正是圖1中兩處應(yīng)力集中的地方。精軋機(jī)設(shè)計(jì)是按照雙機(jī)架生產(chǎn)設(shè)計(jì)，而中厚板生產(chǎn)常常單機(jī)架運(yùn)行，這加大了精軋機(jī)負(fù)荷。因此，從改良機(jī)架輥著手，提高其抗疲勞強(qiáng)度以適應(yīng)生產(chǎn)要求。

圖1 應(yīng)力集中位置

2.2 潤滑效果差

由圖3可知，花鍵槽損壞基本都是潤滑不到位所致。原機(jī)架輥花鍵處潤滑完全由軸承盒油打滿后由內(nèi)端口進(jìn)入花鍵配合面，完成潤滑補(bǔ)油，這種補(bǔ)油方法在花鍵潤滑油量上無法保證。致使?jié)櫥踊?/p>

2.3 機(jī)架輥材質(zhì)抵抗腐蝕、高溫、疲勞的能力較弱

由圖4可知，機(jī)架輥下線后表面存在嚴(yán)重剝落，劃痕等缺陷，不符合現(xiàn)場使用標(biāo)準(zhǔn)要求。輥面出現(xiàn)剝落、劃痕等缺陷，鋼板容易引起劃傷，產(chǎn)生質(zhì)量缺陷，必須進(jìn)行更換機(jī)架輥，才能維持生產(chǎn)。

圖2 機(jī)架輥斷裂形貌

圖3 機(jī)架輥花鍵潤滑不良留痕

圖4 機(jī)架輥表面缺陷

3 改進(jìn)措施

圖5 機(jī)架輥增大過渡角局部圖

3.1 應(yīng)力集中優(yōu)化

首先是應(yīng)力集中需要通過增大過渡圓角來實(shí)行現(xiàn)，為此，將R20改成R100和R30雙圓弧銜接，將R3改成R5。見圖5。

3.2 潤滑方式改進(jìn)

在輥軸與花鍵面增設(shè)潤滑孔，與軸承潤滑點(diǎn)連通，在對軸承潤滑同時(shí)可完成對花鍵軸的潤滑工作。具體位置參見圖6。

3.3 輥?zhàn)硬馁|(zhì)改造

在線使用機(jī)架輥材質(zhì)為45#鍛鋼，表面熱處理硬度HB217～255。軋制中經(jīng)常出現(xiàn)表面剝落，從而影響鋼板下表面質(zhì)量，出現(xiàn)這種情況后只能更換機(jī)架輥，下線后對輥面進(jìn)行修復(fù)，不僅影響生產(chǎn)，還導(dǎo)致維護(hù)費(fèi)用上升。

為努力提高使用壽命，從減小機(jī)架輥的飛輪力矩入手。因?yàn)檩佔(zhàn)拥霓D(zhuǎn)動慣量與直徑呈平方關(guān)系，故在滿足鋼板沖擊負(fù)荷所需要強(qiáng)度的前提下，機(jī)架輥直徑越小越好，線速度越高效果越好。目前，中厚板因軋機(jī)安裝位置及軋制速度受限，機(jī)架輥直徑、轉(zhuǎn)速進(jìn)一步提高無法實(shí)現(xiàn)，因此要延長機(jī)架輥使用壽命只有從材質(zhì)入手。借鑒國內(nèi)同類行業(yè)，將45#鍛鋼更換為高強(qiáng)度的材料35CrMo，其表面熱處理硬度HB250～280。

圖6 增設(shè)潤滑孔

4 效果

改進(jìn)措施逐步實(shí)施后，機(jī)架輥運(yùn)行平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)因故障問題導(dǎo)致機(jī)架輥被動下線的情況發(fā)生。將機(jī)架輥更換周期由改造前的5～6個(gè)月調(diào)整為9～10個(gè)月。對下線機(jī)架輥的檢查狀態(tài)看，潤滑良好，沒有裂紋，表面狀況能滿足鋼板表面質(zhì)量的中等要求，保守認(rèn)為機(jī)架輥還可以使用。在現(xiàn)場生產(chǎn)中應(yīng)盡可能延長精軋機(jī)架輥的使用壽命，保證產(chǎn)品質(zhì)量，也是設(shè)備維護(hù)工作者工作的目標(biāo)和方向。

[1]張蜀紅.淺析機(jī)械設(shè)備的維護(hù)與管理[J].內(nèi)江科技，2010，（6）.

[2]邱宣懷.機(jī)械設(shè)計(jì)-北京：高等教育出版社，2004，5.

[3]王文斌.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.-北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2004.8.3

Optimization of Frame Roll Structure of 3500mm Finish Mill at Medium Plate Plant of Bayi Steel

ZHANG Guo-dong
（XinjiangBayi Iron&Steel Co.,Ltd）

Rack roller of 3500 finish rolling machine for medium plate plant in Bayi steel is positive frequently,easy to damage,once these equipment break down,it affects normal product.After a series of transformation,the shelf life of the rack roller has been increased from6 months tomore than 10 months

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TG333.4

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1672—4224（2016）04—0051—03

聯(lián)系人：張國棟，男，46歲，工程師，烏魯木齊（83002）新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠中厚板分廠

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