張 杰，張鵬宇

(1.中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039；2.中鋁河南洛陽鋁加工有限公司，河南 洛陽 471800)

拉彎矯機(jī)組作為精整加工設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備，國產(chǎn)化后，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用，為國內(nèi)鋁、銅加工發(fā)展立下了汗馬功勞。毋庸置疑，拉彎矯自投入使用至今，在改善板形、提高帶材質(zhì)量做出了很大貢獻(xiàn)。但不可否認(rèn)，拉彎矯在發(fā)揮巨大作用的同時(shí)，也一直存在潛在的質(zhì)量問題，即帶材經(jīng)矯直單元出現(xiàn)的輥印問題，該問題嚴(yán)重影響著產(chǎn)品質(zhì)量的有效改善，制約著拉彎矯作為精整設(shè)備的功能發(fā)揮，為各投建企業(yè)帶來了很大困惑。

我公司作為設(shè)計(jì)研發(fā)單位，自發(fā)現(xiàn)拉彎矯所造成的輥印問題以來，投入了大量的人力、物力，探索判斷拉彎矯輥印產(chǎn)生的原因，甚至與各生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)手共同查找輥印之謎，但均以失敗告終。輥印問題不光在國內(nèi)生產(chǎn)的拉彎矯上存在，在引進(jìn)的國外拉彎矯上也不同程度的表現(xiàn)出來，輥印產(chǎn)生的原因一直不明。

1 輥印現(xiàn)象

帶材經(jīng)過拉彎矯矯直單元后板形得到明顯改善，卻出現(xiàn)了橫輥印現(xiàn)象(圖1)。輥印密實(shí)而橫貫帶材寬度方向，切下一段帶材平鋪在測試平臺(tái)上，輥印處未表現(xiàn)出明顯的波浪凸凹現(xiàn)象，像是印在帶材上一條條明暗相間的條紋。輥印間距3mm～8mm，同一帶材在同一速度及同一延伸率下輥印間距相對(duì)穩(wěn)定，速度及延伸率保持不變的情況下，調(diào)整矯直單元的輥系壓下量，輥印間距及輥印明顯度都會(huì)有所改變。該輥印現(xiàn)象通常產(chǎn)生在薄料帶材上，鋁帶材厚度在0.5mm以下時(shí)表現(xiàn)明顯。根據(jù)來料的軟硬情況不同，輥印出現(xiàn)的帶材厚度范圍會(huì)有所改變，軟料時(shí)厚度范圍廣，最大可達(dá)0.8mm，硬料厚度范圍窄，一般在0.4mm以下。銅帶材厚度通常在0.05mm以下出現(xiàn)輥印問題。

2 輥印產(chǎn)生的原因

自發(fā)現(xiàn)輥印現(xiàn)象以來，我們一直探索輥印出現(xiàn)的具體原因，進(jìn)行了各種推測和判斷，采取了一系列措施，但一直沒有查出輥印產(chǎn)生的具體原因。

剛發(fā)現(xiàn)輥印現(xiàn)象時(shí)，首先判斷是輥系加工及裝配精度問題，因輥系精度誤差致使輥系出現(xiàn)微振動(dòng)現(xiàn)象。對(duì)輥系所有輥?zhàn)舆M(jìn)行了詳細(xì)檢測，對(duì)存在偏差的輥?zhàn)舆M(jìn)行修復(fù)，確保每個(gè)輥?zhàn)泳显O(shè)計(jì)精度要求。在對(duì)輥系裝配時(shí)，對(duì)裝配中的每一個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)都進(jìn)行詳細(xì)檢查，對(duì)裝配中存在接觸不良及轉(zhuǎn)動(dòng)不靈活的輥系相關(guān)環(huán)節(jié)均進(jìn)行了處理，確保輥系的裝配精度。在此基礎(chǔ)上，我們將矯直單元投入生產(chǎn)運(yùn)行，輥印問題依然存在，并無明顯變化。

在輥系精度誤差引起的輥印原因排除后，對(duì)矯直單元有可能引起輥印的因素均進(jìn)行了排查。對(duì)箱式上蓋結(jié)構(gòu)的鉸接處間隙進(jìn)行了處理，增加漲縮接軸；對(duì)下輥系升降機(jī)構(gòu)及側(cè)滑板均進(jìn)行了間隙消除處理；考慮到輥系裝配底板過薄，機(jī)加工過程中容易引起加工變形，對(duì)底板進(jìn)行了加厚處理；對(duì)輥系底板與升降底座結(jié)合處連接螺栓過少可能引起撓度變形進(jìn)行了處理，增加了緊固螺栓。對(duì)矯直單元所有“可能”的原因逐項(xiàng)排除和嘗試后，依然無法消除輥印現(xiàn)象。

嘗試對(duì)矯直單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案調(diào)整，由整體式結(jié)構(gòu)改成分體式，避開輥系之間的相互干擾，此舉對(duì)輥印現(xiàn)象也無明顯改善。

銅帶拉彎矯矯直單元采取的是輥系密布方式，與鋁帶拉彎矯矯直單元結(jié)構(gòu)截然不同，但銅帶拉矯在生產(chǎn)厚度0.05mm以下帶材時(shí)，依然存在輥印現(xiàn)象，只是輥印間距相對(duì)小些，約為2mm～5mm。

針對(duì)輥印問題，國內(nèi)拉彎矯供應(yīng)單位及生產(chǎn)使用企業(yè)也都投入了大量的人力和物力，以求查出具體輥印原因。

3 破解輥印難題

上述各種做法均未能破解輥印的難題，輥印產(chǎn)生的原因依然不明，尤其是窄幅銅帶拉矯也存在輥印現(xiàn)象，說明輥印問題影響的范圍和行業(yè)愈為廣泛，查出輥印原因已成為我們必須要解決的問題。前述各種做法及相關(guān)的改進(jìn)措施，盡管沒有起到查出輥印原因的目的，但已明確排除了兩個(gè)根本要素，即裝配精度及裝配剛度。眾所周知，裝配精度及裝配剛度是保證矯直單元正常運(yùn)行的兩個(gè)根本要素，其中若有一個(gè)要素有問題都可能會(huì)引起矯直單元振動(dòng)，造成帶材表面振紋，前述所做的全部工作基本都是圍繞這兩個(gè)方面進(jìn)行的輥印原因探討。對(duì)此進(jìn)行系統(tǒng)性分析，既然正常的推理研判已無法查出輥印具體原因，那么引起輥印的原因一定屬非常規(guī)因素。另基于薄料、小張力時(shí)才出現(xiàn)振紋的這一現(xiàn)象，對(duì)各種矯直單元圖紙進(jìn)行仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)一個(gè)共同點(diǎn)，不論鋁帶還是銅帶矯直單元，輥系中的中間輥均是自由的，主要靠工作輥及支承輥進(jìn)行約束，這種約束對(duì)于下輥系來說，輥系完全可以正常運(yùn)行，但對(duì)于上輥系來說，中間輥?zhàn)灾厝靠抗ぷ鬏伋型?，如果工作輥通過帶材張力完全能承托其自身及中間輥重量，那么上輥系運(yùn)轉(zhuǎn)正常，反之，工作輥就會(huì)因受壓而發(fā)生撓度變形。中間輥因脫離工作輥與支承輥的約束而非正常運(yùn)轉(zhuǎn)，此種運(yùn)轉(zhuǎn)將直接影響工作輥工作狀態(tài)，對(duì)工作輥進(jìn)行振動(dòng)式敲擊，并最終影響帶材表面，形成振紋現(xiàn)象?；谶@些推測，可以初步斷定，中間輥是造成輥印問題的基本原因。為驗(yàn)證這種推斷的正確性，對(duì)形成振紋的薄帶材、小張力工況下的上、下輥系輥?zhàn)娱g隙進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)上輥系均有不同程度的間隙，此種間隙使得中間輥缺少了支承輥的有效支撐，無法穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)，形成振動(dòng)，最終產(chǎn)生輥印?；诖朔N推斷，我們對(duì)中間輥進(jìn)行了加固處理，保證了中間輥轉(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性，此狀態(tài)下進(jìn)行帶材負(fù)荷測試并查看振紋現(xiàn)象，帶材表面不再產(chǎn)生振紋，由此說明推斷合理正確。至此，解決了困擾我們多年的拉彎矯矯直單元輥印的難題。

4 結(jié)論

基于上述分析的輥印原因，我們針對(duì)性采取了相應(yīng)改進(jìn)措施：一是通過選用輕型材質(zhì)減輕中間輥重量，盡最大可能消除重力在輥系中的負(fù)面影響；另一個(gè)處理方式主要是通過采用固定中間輥方式減弱中間輥的重力影響，消除輥系內(nèi)部間隙。通過這兩種處理方式，有效消除了輥系內(nèi)部間隙，保證了高速運(yùn)轉(zhuǎn)下輥?zhàn)愚D(zhuǎn)動(dòng)的穩(wěn)定性，根除了輥?zhàn)诱駝?dòng)根源，有效解決了帶材表面輥印問題，最終取得良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。