350预应力偏心轧机优化与改进

2016-01-09刘明,何召磊,刘宾

中国重型装备 2015年3期

关键词：优化结构

350预应力偏心轧机优化与改进

刘明1何召磊2刘宾2

(1.山钢集团莱钢设备检修部中心，山东271104；2.济南第二机床集团有限公司，山东250022)

摘要：分析了350预应力偏心轧机在使用过程中遇到的问题及原因，通过对轧机本体结构和密封的优化解决了问题。

关键词：偏心轧机；结构；优化

中图分类号：TG333.1文献标志码：B

收稿日期：2015—04—27

OptimizationandImprovementof350Pre-stressEccentricMill

LiuMing,HeZhaolei,LiuBin

Abstract：Issues and cause of 350 pre-stress eccentric mill during operation have been analyzed, further main body and seal of the mill have been optimized to solve the faults.

Keywords：eccentricmill;configuration;optimization

莱钢棒材厂自2003年底引进预应力偏心轧机作为棒材生产线的精轧机列，该轧机在使用初期运行比较稳定，经过在线使用一段时间后，出现了辊缝调整困难、过钢弹跳、中间轴连接问题、涡轮箱润滑不良等现象，造成故障停机频发，已经影响到了主线的正常生产。

1原因分析

通过对离线轧机解体分析，找到造成辊缝调整困难、过钢弹跳等问题的原因。

1.1辊缝调整阻塞分析

偏心轧机辊缝调整是依靠偏心套旋转来完成的，辊缝调整阻塞即为偏心套旋转阻塞。经过研究发现，偏心套旋转阻塞根本原因有两个：偏心套密封效果差；偏心套配合间隙过大。

1.1.1密封的影响

轧机轴承座剖面图如图1所示。

偏心套与轴承座的配合间隙A值在0.05mm～0.10mm范围内。原设计此间隙密封为一道O型密封圈，在浊水腐蚀、轧机震动、红钢辐射等的恶劣环境下，O型密封圈极易损坏。密封圈的损坏会导致间隙A进入浊水及氧化粉尘，形成阻塞条件，直接影响偏心轧机辊缝调整。

1.1.2偏心套配合间隙值过大的影响

经过对在线使用的偏心套测量发现，其外径尺寸已经超差0.2mm～0.3mm，而且偏心套外径在不同的截面上尺寸是不均匀的。圆柱尺寸∅346H8/f7处测得误差基本在允许的范围内，圆柱尺寸∅330H7/f6处测得尺寸误差均已超差，这样造成轧辊装配后，偏心套轴线与轴承座内孔轴线不在同一直线上，出现同轴度误差，在调整辊缝过程中形成附加摩擦力，从而影响轧机工作的稳定性。

1—偏心套　2—轴承座　A—偏心套间隙

1.2过钢弹跳分析

由图1可以看出，轧辊的轴向及径向定位由偏心套来完成。偏心套轴向定位是轴承座端盖经间隙垫片起作用，是可以调节的，在使用过程中不影响轧辊弹跳。偏心套径向定位由轴承座内孔固定尺寸保证，在使用过程中不可调节，偏心套外径与轴承座内孔加工完成并装配后，轧辊弹跳值基本上能确定下来，一般在0.10mm内。随着轧机的使用，间隙A值主要受轧机轧制力、调整磨损、浊水腐蚀等不利影响，间隙值会产生变化。根据目前的实际测量来看，大部分偏心轧机的间隙A值已经超差0.3mm～0.5mm左右，轧辊弹跳在0.4mm左右。因此，轧机轧辊弹跳产生的根源在于偏心套间隙A值。

1.3中间轴的连接分析

中间轴是轧机传动端和非传动端的辊缝调节的纽带。如图2所示，在中间轴B处是由鼓型齿联轴器进行连接，当两端的辊缝不相同时，需要将整架轧机拆卸后，调节其中一侧的辊缝，这样不但降低了作业效率，还增加了职工的劳动强度。

图2　中间轴连接示意图

1.4涡轮箱润滑不良分析

在轧机解体过程中发现，偏心轧机涡轮传动系统中的传动蜗杆润滑密封存在问题，加注润滑脂时，需要将涡轮箱的上端盖拆卸下来，不能在线润滑。

由于传动蜗杆两端密封FA50×58×5耐油性差、暴露在外部，受高温易老化，密封周期短，轧机冷却水由于压力较高，含有氧化铁皮颗粒，容易从传动蜗杆两端进入涡轮箱，致使涡轮箱内部零件损坏，造成在线轧机无法调整，影响生产，加速备件报废。轧机冷却水的进入使润滑油流失，零部件锈蚀，也增加了调整的难度。

2 改进方案

2. 1偏心套密封结构优化

现场测绘得到，偏心轧机轴承座座体最小壁厚处为22mm左右，迷宫圈式防水挡环壁厚尺寸为9mm，完全有空间在轴承座端面上增加间隙密封结构。

在轴承座内侧端面上焊接尺寸为∅333/351mm×13.7mm的间隙密封环(图3)用于挡水，改进原静迷宫结构，采用正反两个方向间隙式密封方法，在与轴承座结合面增加偏心静迷宫(图4为改造后的轴承盖)，与挡水环间隙配合形成间隙式密封结构。图5为改造后装配示意图。

通过采用迷宫密封的方式，解决了偏心套与轴承座配合间隙进水的问题，大大延长了偏心套的使用寿命。

图3　间隙密封环示意图

图4　改造后轴承端盖示意图

图5　密封改造装配示意图

2. 2偏心套外径尺寸恢复

由于更换新偏心套的费用较高，所以采用修复的方法解决，偏心套磨损部位多在轧辊轴承装配段的外表面，直径方向的磨损量在0.2mm～0.3mm范围内，而且不均匀。电镀硬铬是目前较为成熟的表面处理方法，其工艺先进，硬铬层尺寸在0.10mm～0.15mm，表层附着力大，强度及硬度高，经过电镀硬铬后的零件表面起到强化作用，耐腐蚀能力大为增强，特别适用于浊水腐蚀及红钢近距离辐射的场合，且能长期保持表面光洁。电镀硬铬的加工范围直径方向在0.2mm～0.3mm内，表面处理后具有高强度、高硬度、高耐蚀性的性能，适合于我们目前偏心套尺寸失效及性能恢复的情况。所以我们采用电镀硬铬的方式恢复偏心套的性能。图6 为修复完毕的偏心套表面。

图6　偏心套修复表面

采用电镀硬铬方法，在恢复偏心套尺寸精度的情况下，同时增强偏心套的各项性能指标。电镀硬铬后采用磨削的方法，提高偏心套微观储油条件，增强装配后的润滑效果，延长使用寿命。

2.3中间轴连接改进

将中间轴靠近传动端一侧断开，在两个断面焊接DN100的法兰，用M16螺栓连接，如图7中C处所示。这样，当装配好的机架两侧的辊缝不一致时，只需要将中间轴上的M16螺栓取下，再分别调节即可完成，降低了劳动强度，提高了作业效率。

2.4涡轮箱润滑改进

为了能够使涡轮箱在线润滑，设计一个防水帽(图8)，在其上端加工一个加油孔，用来连接注油泵随时加油润滑，去掉涡轮箱上端密封端盖上的骨架油封，在防水帽上重新设计简易O型密封圈。这样，防水帽、端盖与调整涡轮箱箱体三者连接在一起，有效地起到防水的作用。加油方式由多点加油变为一点加油，实现了一点加油多点润滑。