熱軋橫切機(jī)組十七輥矯直機(jī)改進(jìn)分析

熱軋橫切機(jī)組十七輥矯直機(jī)改進(jìn)分析 崔登玉 （攀鋼釩熱軋板廠） 摘 要： 分析了熱軋板廠橫切機(jī)組十七輥矯直機(jī)現(xiàn)場使用情況；結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際，對矯直機(jī)的壓下連接裝置、支撐輥結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改進(jìn)，解決了壓下連接裝置松動頻繁、晃動大以及支撐輥頻繁燒損、壽命低等一系列制約生產(chǎn)的難題。 關(guān)鍵詞： 十七輥矯直機(jī)；壓下連接裝置；支撐輥 0 引言 攀鋼熱軋板廠十七輥矯直機(jī)是我國沈陽重型機(jī)械設(shè)備制造廠在 20 世紀(jì) 70 年 代自行設(shè)計、制造的設(shè)備，安裝于精整線一橫作業(yè)線曲柄擺式飛剪后，經(jīng)飛剪剪切的鋼板通過該矯直機(jī)進(jìn)行精矯直，以達(dá)到改善鋼板浪形 、清除鋼板表面氧化鐵皮、矯平矯直鋼板的目的。 1991 年一橫作業(yè)線投產(chǎn)后，該設(shè)備的壓下連接裝置頻繁松動，工作時跳動、晃動較大，影響板材的矯直效果；而維護(hù)人員現(xiàn)場緊固處理連接裝置時，由于其前后設(shè)備布置緊湊，空間位置狹小，極容易發(fā)生安全事故。同時鋼板經(jīng)矯直輥反復(fù)彎曲、矯直，其上的氧化物脫落后進(jìn)入上下工作輥的支撐輥，將支撐輥的軸承、輥?zhàn)涌ㄋ?，造成軸承、輥?zhàn)訜龘p，從而造成工作輥劃傷、燒損，使矯直機(jī)不能正常投用。而更換矯直機(jī)輥?zhàn)有鑼⒄纵佅祻臋C(jī)架內(nèi)拉出、解體，進(jìn)行組裝更換，需 8 16 h，且平均每月要換輥 3 4 次，不 僅浪費(fèi)大量人力、物力、財力，而且現(xiàn)場搶修給職工帶來了極大的安全隱患。為此，針對設(shè)備的薄弱環(huán)節(jié)，在熱軋三期技改前提出了相應(yīng)的改進(jìn)建議，并在三期技改中實(shí)施。實(shí)施后取得十分明顯的效果，每年節(jié)約備件和設(shè)備維修費(fèi)用達(dá)數(shù)十萬元，同時為矯直機(jī)的正常投用打下了良好的設(shè)備基礎(chǔ)。 1 矯直機(jī)工作原理及存在問題分析 傳動機(jī)構(gòu)工作原理及主要技術(shù)參數(shù) 該矯直機(jī)工作輥由十七根輥?zhàn)咏M成，上輥八根，下輥九根上下交錯布置。在進(jìn)料側(cè)設(shè)置有引料夾送輥，通過此夾送輥將鋼板送入矯直機(jī)輥系上下工作輥中進(jìn)行矯直。鋼板經(jīng)過上下交錯的工作輥 并且在前后輥壓下量不同的情況下使板材產(chǎn)生多次的反復(fù)彎曲變形，即產(chǎn)生塑性彎曲變形到彈性彎曲變形，改變板材的原始曲率，得到板材單向矯直的目的。前后輥不同的壓下量，是由被矯直鋼板的厚度及屈服極限所確定的。因此應(yīng)給定相適應(yīng)的壓下量和上排前后工作輥的傾斜量。這樣使得板材取得由塑性彎曲變形到彈性彎曲變形的過程，即是板材經(jīng)過粗矯直到精矯直的過程。其工作原理見圖 1、圖 2， 主要技術(shù)參數(shù)見表 1。 主電機(jī) 減速箱萬向接軸 工作輥夾送輥圖 1 ： 十 七 輥 矯 直 機(jī) 傳 動 機(jī) 構(gòu) 簡 圖主電機(jī) 減速箱 萬向接軸 工作輥 夾送輥 圖 1 十七輥矯直機(jī)傳動機(jī)構(gòu)簡圖 夾送輥下工作輥上工作輥圖 2 矯 直 機(jī) 矯 直 工 作 原 理 圖鋼板人口側(cè)表 1 矯直機(jī)主要技術(shù)參數(shù) 工作輥直徑/作輥輥身長度 /作輥節(jié)距/撐輥直徑 /撐輥輥身長度 /撐輥節(jié)距 /輥?zhàn)傂谐?/輥?zhàn)畲罅?/5 1450 100 98 110 100 80 4 下工作輥?zhàn)畲髶隙?/直速度 / 送輥直徑 / 大板寬 / 直板帶材厚度 /面硬度(主傳動電機(jī) 2 300 20 95 1）矯直板帶材 厚度 2 ，其 637490 4-6 其 510392 2） 主傳動電機(jī)功率與轉(zhuǎn)速：31550/1600r/下機(jī)構(gòu)傳動結(jié)構(gòu)及存在問題分析 傳動結(jié)構(gòu)： 上排工作輥輥系的壓下量和傾斜量是由調(diào)節(jié)壓下裝置來實(shí)現(xiàn)的。該壓下裝置由設(shè)置在壓下走臺上的壓下電機(jī)傳動減速箱、蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)帶動壓下絲桿上下移動實(shí)現(xiàn)壓下橫梁和上輥系的上下動作，達(dá)到調(diào)整上輥系壓下量和傾斜量的目的（如圖 3、 圖 4 所示）。 為了減少矯直機(jī)的負(fù)荷，其壓下量 應(yīng)保證板材矯直質(zhì)量的最小負(fù)荷。矯直質(zhì)量不完全取決于輥數(shù)，關(guān)鍵在于正確的調(diào)整，使各個矯直輥都能發(fā)揮矯直作用，在消除板材的內(nèi)應(yīng)力和矯直加工硬化作用較大的板材時其壓下量應(yīng)大一些，矯直輥數(shù)應(yīng)多一些。正確調(diào)整出口側(cè)矯直輥的壓下量才能既發(fā)揮矯直作用，又能保證矯直后板材平直。 存在問題：壓下橫梁與上輥系的連接，設(shè)計采用 螺紋孔連接，該種結(jié)構(gòu)由于生產(chǎn)中上輥系所受鋼板沖擊負(fù)荷較大，且輥系更換頻繁，螺孔容易滑扣，連接裝置松動。使壓下機(jī)構(gòu)與輥系存在較大間隙，造成輥系上下振動量較大，不僅影響設(shè)備的使用壽命，而且影響鋼板的 矯直效果。 發(fā)信裝置壓下電機(jī) 減速機(jī)蝸桿蝸輪壓下絲桿圖 3 ： 壓 下 機(jī) 構(gòu)鋼板入口側(cè) 上工作輥 夾送輥 下工作輥 圖 2 矯直機(jī)矯直工作原理圖 蝸桿蝸輪 壓下電機(jī) 減速機(jī) 發(fā)信裝置 壓下絲桿 圖 3 壓下機(jī)構(gòu) 圖 4 ： 壓 下 連 接 裝 置壓下絲桿 壓下裝置走臺壓下橫梁 上輥系 撐輥傳動機(jī)構(gòu)及存在問題分析 傳動結(jié)構(gòu)：為增強(qiáng)工作輥的剛性，防止其在工作時產(chǎn)生塑性變形，上下工作輥均設(shè)置有五組支撐輥，下支撐輥每組有十根輥?zhàn)?，上支撐輥每組有九根輥?zhàn)印Ｍ瑫r為矯直板材在橫、縱方向的變形，下工作輥還設(shè)置有輥型調(diào)整裝置，它是通過調(diào)整下支撐輥的五組楔鐵調(diào)整裝置來實(shí)現(xiàn)的（如圖 5、圖 6）。該裝置是由五個交流電機(jī)通過各自的減速機(jī)傳動螺桿、螺母，使五組下楔鐵作水平運(yùn)動，帶動上斜楔作垂直方向升降運(yùn)動，使安裝在上斜楔上的支承輥架體作升降運(yùn)動，從而實(shí)現(xiàn)工作輥的彎曲變形，以達(dá)到消除或改善板材浪型的目的。 在垂直方向上調(diào)整支承輥，迫使下工作輥按某一預(yù)定的曲線發(fā)生彎曲，垂直方向上的變形量即是矯直輥矯直板材所需的彎曲量，其變形量大小依據(jù)板形而定。該矯直輥的五組楔鐵調(diào)整中，為確保下工作輥軸承的安全，保證下矯直輥所需要的撓變曲線，各減速機(jī)的減速比各不相同， 1#、5#斜楔為 1:47， 2#、 4#斜楔為 1:29， 3#斜楔為 1:25。即在同時調(diào)整五組楔鐵時，通過各自不同的減速比使斜楔進(jìn)給量不一致，實(shí)現(xiàn)矯直輥各部位的不同輥型。 存在問題： 在生產(chǎn)過程中，支撐輥輥?zhàn)虞S頸處的軸承設(shè)計采用 42110 短圓柱輥?zhàn)虞S承（見圖 7）。因該軸承保持架材質(zhì)為銅件，在高速、重載的工作條件下，支撐輥及軸承易發(fā)熱（連續(xù)投用 24h，溫升超過 120 ） ,使軸承保持架產(chǎn)生變形，導(dǎo)致支撐輥堵轉(zhuǎn)、卡死而燒損。同時因支撐輥軸承數(shù)量多，安裝位置分散，且空間位置狹小，設(shè)計所采用的手動干油潤滑裝置不能將干油打到位，加之鋼板經(jīng)矯直所產(chǎn)生的氧化鐵皮進(jìn)入軸承內(nèi)，及容易將 軸承卡死、燒損，造成工作輥燒損。由于支撐輥數(shù)量多（共 95 根），每根需用軸承 4個，這樣每套矯直機(jī)輥系的支撐輥需用軸承 380套，而且現(xiàn)場更換輥?zhàn)蛹拜S承時需將整套輥系從機(jī)架內(nèi)拉出進(jìn)行全部解體才能更換，這樣不僅要投入大量人力、物力、財力，而且由于燒輥所造成的鋼板劃傷，嚴(yán)重影響矯直機(jī)的正常使用和鋼板質(zhì)量的提高。 上楔鐵下楔鐵調(diào)節(jié)器上支撐輥?zhàn)?上支撐輥上工作輥 下工作輥下支撐輥下支撐輥?zhàn)毙ㄕ{(diào)節(jié)量指針圖 5 支 撐 輥 傳 動 及 安 裝 平 面 布 置 圖壓下絲桿 壓下裝置走臺 壓下橫梁 上輥系 連接螺孔 圖 4 壓下連接裝置 上支撐輥?zhàn)?上支撐輥 上工作輥 下工作輥 下支撐輥 下支撐輥?zhàn)?斜楔調(diào)節(jié)量指針 上楔鐵 下楔鐵 調(diào)節(jié)器 圖 5 支撐輥傳動及安裝平面布置圖 876542 3圖 六 ： 斜 楔 調(diào) 整 機(jī) 構(gòu) 傳 動 裝 置1 上斜楔； 2 下斜楔； 3 撥桿； 4 滑桿螺母； 5 傳動螺桿； 6 聯(lián)軸器； 7 行星減速機(jī)； 8 傳動電機(jī) 圖 6 斜楔調(diào)整機(jī)構(gòu)傳動裝置 軸承軸承 輥?zhàn)訄D 7 ： 支 撐 輥 結(jié) 構(gòu) 簡 圖2 改進(jìn)措施 下連接裝置的改進(jìn) 將壓下橫梁和輥系拉出矯直機(jī)窗口，用磁力電鉆將 螺紋孔擴(kuò)改為 25 通孔，壓下橫梁和上輥系的連接采用 100的螺栓進(jìn)行連接，如圖 8 所示。改進(jìn)后， 不僅避免了螺孔連接易松動、易滑扣、現(xiàn)場拆裝較困難等問題，而且增強(qiáng)了連接螺栓強(qiáng)度，避免了螺孔滑扣所引起的振動，減輕了現(xiàn)場職工的勞動強(qiáng)度，提高了矯直輥的使用周期和設(shè)備的有效 作業(yè)率。 壓下絲桿 壓下裝置走臺壓下橫梁 上輥系 連接螺栓孔圖 7 ： 改 進(jìn) 后 的 壓 下 連 接 裝 撐輥的改造 在確保輥身直徑和輥面硬度的情況下，將設(shè)計安裝在輥?zhàn)虞S徑處的軸承，經(jīng)重新設(shè)計選用長圓柱自動調(diào)心輥?zhàn)虞S承，將其安裝于支撐輥輥身內(nèi)，軸承兩側(cè)設(shè)置組合密封。該種結(jié)構(gòu)不僅能夠密封軸承內(nèi)的干油，而且能夠有效地防止硬質(zhì)氧化物進(jìn)入軸承內(nèi)部。具有負(fù)荷能力大，回轉(zhuǎn)精度高，剛性好，耐沖擊的優(yōu)點(diǎn)，不僅較好地解決了支撐輥燒損現(xiàn)象，而且使用維護(hù)方便。 3 結(jié)語 該矯直機(jī)經(jīng) 2005 年底改造實(shí)施完畢后，經(jīng)現(xiàn)