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航空 管道 矫直机 系统 设计

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矫直机支承辊结构改造戴德文 郭维筠 王振华(热轧部 ) (设备部 ) 摘要 矫直是轧制过程中的一道必不可少的工序 ,传统的两端轴承支撑的矫直机支承辊存 在着密封性差、轴承损坏频繁与维修成本高等问题。将支承辊改为整体轴承单元 ,从而大大提高了支承辊的使用寿命 ,取得了明显的经济效益。关键词 矫直机 支承辊 轴承 改造of a s is an in in by of 前言轧件在轧制 、热处理、冷却及运输过程中产生的缺陷 ,在冶金加工厂中常用矫直机加以纠正。矫直在冷轧、热轧等轧制过程中已成为一道必不可少的工艺。矫直机除能纠正轧件的型位缺陷以外 ,还有破鳞、抗皱和改善轧件产品机械性能的作用。随着用户对轧件 ,特别是对冷轧板、热轧板的品质要求越来越高 ,就如何提高矫直机本身的机械性能、加工精度及延长维修周期、降低生产成本也成为冶金机械研究的内容。2 矫直机支承辊的结构以热轧矫直机为例 ,其支承辊由多辊组合 ,支承辊上下两两与工作辊交错排列 ,热轧板则在两排工作辊间通过 ,其在纵向和横向得到矫正。为戴德文 工程师 1964 年生 1985 年毕业于吉林电气专科学校现从事轧钢设备专业电话 26645779 邮编 201941了保证矫直质量 ,矫直机的工作辊均采用直径较小 ,容易弯曲的单一直辊形 ,而支承辊则采用可单体调节的轴向分段形式 ,以控制工作辊的弯曲挠度。以宝钢 2050 热轧薄板横切线 矫机为例 ,支承辊和工作辊的安置见图 1 所示。上、下支承辊基本结构相同 ,均采用辊颈轴承双支承结构 (见图 2) 。下支承辊考虑在矫直过程中便于去除氧化铁粉等杂质的因素 ,工作表面呈螺旋槽 ,并在安装时 ,同组内及组与组之间 ,左右前后均以交错螺旋方向配置。3 原精矫机支承辊结构的缺陷(1)轴承承载能力较弱 ,使用寿命较短原精矫机支承辊采用双轴颈支承 ,轴承安装部位受到限制 ,轴承承载能力不能完全满足矫直机的要求。以 轴颈支承轴承型号 :25 宝 钢 技 术 2000 年第 2 期 1994 支承辊和工作辊安装示意图1 of 原支承辊结构图2 of 列圆柱滚子轴承 ;外形尺寸 : 35 62 36 轴承承载能力 :额定动载荷容量 : C= 86 730 N ,额定静载荷容量 : 111 220 N。根据轧制原理 ,矫直机上第三根工作辊的压力最大。 8 S e w/ S 矫直钢板的屈服强度 ,优质碳素钢 : S = 500 t 矫直机的辊距 (73 ;e = s/ w 轧件断面形状系数 ;其中 s 轧件塑性断面系数 , s = 4 ;w 轧件弹性断面系数 , w = 6 ; b 矫直钢板的横断面宽度 (1 850 ; h 矫直钢板的厚度 (3 。则 228 080 根及工作辊与支承辊的接触受力 ,最大支承辊 所承受的径向力为 : P = 30 710 N ;轴承使用寿命为 : L = ( C/ P) = ( 86 730/30 710) 10/ 3 = 31183 (百万转 )式中 按滚子轴承取值为 10/ 31 。大轧制线速度 : 140 m/ 619 r/,轴承每天工作 8 小时 ,使用寿命为 107 天。根据现场几年统计 ,支承辊轴承基本为每 3 4 月更换一次。(2)轴承密封性差 ,润滑条件不足由于轴承安装在辊颈部位 ,辊颈又小于辊身直径 ,因此 ,轴承在工作中受外界氧化物的侵入可能性较大 ,再加上采用集中给脂的润滑方法 ,润滑脂很难进入轴承内部 ,从现场维修工作中发现 ,极大部分轴承的损坏均属氧化物入侵 ,堵塞轴承的正常运行。(3)支承辊运动精度差双支承形式的支承辊的运动精度由二部份组成 : 轴承内套圈的径向跳动 ,主要包括 : 轴承内套圈的周向壁厚误差 ) ,轴承游隙差 ) , 轴承滚子径向累积误差 ) ; 支承辊的径向跳动 ,主要包括 : 支承部位的同轴度误差 ) , 承辊的周向累积误差 ) 。4 新型矫直机支承辊结构根据对原矫直机支承结构的分析及几年来的实际使用中存在的问题 ,先后对 2050 热轧线直机支承辊进行改造 ,特别是 基础上作了近一步的更新。新型矫直机支承辊的结构将原有的辊颈支承改为固定支承的滚动轴承单元 (见图 3) 。5 新型矫直机支承辊的结构优点511 提高了支承辊的承载能力以 直机支承辊为例 ,将传统的双支承结构改为滚筒型结构 ,支承辊作为一个滚动轴承单元 ,即支承辊辊芯作为轴承的内套 ,支承辊的辊体作为轴承的外套 ,在辊芯和辊筒间安装滚动体 ,支承辊的两端直接由墙板固定。35戴德文等 矫直机支承辊结构改造 1994 新型支承辊结构图3 of 盖板 ;2 键 ;3 墙板 ;4 挡圈 ;5 密封圈 ;6 滚子 ;7 外套 ;8 隔圈 ;9 孔用挡圈 ;10 轴支承辊的承载能力为 2 :C = f c ( i L 7/ 9 4 27式中 f c 滚动体直径与节圆直径之比的滚子修正系数 ,取 : f c = 8711 ;i 滚动体列数 , i = 9 ;L 滚动体的有效长度 ,12 d 接触角 = 0 ;Z 列滚动体的个数 , Z = 24 ;滚动体直径 , 6 则 C = 248 650 N ,与原结构轴承的承载能力相比 ,为原来的 11461 倍。轴承使用寿命提高了 (11461) 10/ 3 31541 倍以每天 8 小时工作 ,则预计新型结构的支承辊使用寿命为 37818 天。512 提高了轴承的密封性能新结构矫直机支承辊的轴承滚动体在辊筒内 ,同时两侧采用内骨架双唇口密封 ,大大提高了轴承密封性能 ,有效防止了氧化铁皮进入滚动体间。对已使用的新结构的支承辊拆开检查 ,在轴承元件内 ,几乎无氧化铁皮及杂物进入滚动体 ,内外滚道的工作表面磨粒磨损现象也不再发生。513 有效地提高了支承辊本身的运动精度由于支承辊与墙板采用无滚动的支承 ,所以支承辊的运动精度只取决于滚筒、辊芯和滚动体三者的加工精度 ,因此影响运动精度的累积误差的因素就少。据计算 ,新结构矫直机支承辊的运动精度为 01008 测运动精度为 01003 。514 轴向窜动得到限制矫直机在矫直过程中 ,会产生轴向力 ,导致轴承及整个支承辊发生轴向窜动。 矫机根据 矫机的使用情况 ,采用配磨轴向挡圈将支承辊的轴向窜动量控制在 0165 围内 ,对延长密封件寿命及轴承寿命都起了积极作用。515 新型支承辊降低设备维修成本2050 热轧矫直机 已改造完毕 ,新型矫直机支承辊的质量及矫直机的整体质量有了明显的提高。特别是 直机支承辊的密封、轴向窜动及卡簧配置等在 造基础上有了很大改进 ,承载能力也有了提高。经实际使用 直机仅一年产生直接经济效益 233128万元。彻底改变了原引进德国支承辊的缺陷和问题 ,有力地保证了生产 3 下薄板的需要 ,为提高生产效率、产品质量和降低设备维修成本 ,发挥了重大作用。6 结束语由于新型支承辊的优点明显 ,效果显著 ,而且通过宝钢热轧精矫机支承辊的成功改造 ,为国内设计和制造新型支承辊打下了坚实基础 ,找到了可靠依据。目前 ,宝钢 2030 冷轧机组在 1999 年已立项国产化 ;宝钢益昌薄板厂也了解过这种结构改进后的情况 ,并有改进的意向。随着轧钢工业的发展 ,用户对轧件的形位公差、表面质量的要求越来越高 ,国外先进国家对矫直机支承辊结构研究也越来越深入 ,多辊矫直机支承辊采用整体轴承单元已是国际上发展的趋势。通过 2050 热轧 2 # 精矫机支承辊改造 ,说明国内已具备生产、制造高精度、小直径新型支承辊的技术和能力 ,开拓了宝钢乃至国内同类冶金企业矫