热轧横切机组十七辊矫直机改进分析

热轧横切机组十七辊矫直机改进分析 崔登玉 （攀钢钒热轧板厂） 摘 要： 分析了热轧板厂横切机组十七辊矫直机现场使用情况；结合现场实际，对矫直机的压下连接装置、支撑辊结构形式进行改进，解决了压下连接装置松动频繁、晃动大以及支撑辊频繁烧损、寿命低等一系列制约生产的难题。 关键词： 十七辊矫直机；压下连接装置；支撑辊 0 引言 攀钢热轧板厂十七辊矫直机是我国沈阳重型机械设备制造厂在 20 世纪 70 年 代自行设计、制造的设备，安装于精整线一横作业线曲柄摆式飞剪后，经飞剪剪切的钢板通过该矫直机进行精矫直，以达到改善钢板浪形 、清除钢板表面氧化铁皮、矫平矫直钢板的目的。 1991 年一横作业线投产后，该设备的压下连接装置频繁松动，工作时跳动、晃动较大，影响板材的矫直效果；而维护人员现场紧固处理连接装置时，由于其前后设备布置紧凑，空间位置狭小，极容易发生安全事故。同时钢板经矫直辊反复弯曲、矫直，其上的氧化物脱落后进入上下工作辊的支撑辊，将支撑辊的轴承、辊子卡死，造成轴承、辊子烧损，从而造成工作辊划伤、烧损，使矫直机不能正常投用。而更换矫直机辊子需将整套辊系从机架内拉出、解体，进行组装更换，需 8 16 h，且平均每月要换辊 3 4 次，不 仅浪费大量人力、物力、财力，而且现场抢修给职工带来了极大的安全隐患。为此，针对设备的薄弱环节，在热轧三期技改前提出了相应的改进建议，并在三期技改中实施。实施后取得十分明显的效果，每年节约备件和设备维修费用达数十万元，同时为矫直机的正常投用打下了良好的设备基础。 1 矫直机工作原理及存在问题分析 传动机构工作原理及主要技术参数 该矫直机工作辊由十七根辊子组成，上辊八根，下辊九根上下交错布置。在进料侧设置有引料夹送辊，通过此夹送辊将钢板送入矫直机辊系上下工作辊中进行矫直。钢板经过上下交错的工作辊 并且在前后辊压下量不同的情况下使板材产生多次的反复弯曲变形，即产生塑性弯曲变形到弹性弯曲变形，改变板材的原始曲率，得到板材单向矫直的目的。前后辊不同的压下量，是由被矫直钢板的厚度及屈服极限所确定的。因此应给定相适应的压下量和上排前后工作辊的倾斜量。这样使得板材取得由塑性弯曲变形到弹性弯曲变形的过程，即是板材经过粗矫直到精矫直的过程。其工作原理见图 1、图 2， 主要技术参数见表 1。 主电机 减速箱万向接轴 工作辊夹送辊图 1 ： 十 七 辊 矫 直 机 传 动 机 构 简 图主电机 减速箱 万向接轴 工作辊 夹送辊 图 1 十七辊矫直机传动机构简图 夹送辊下工作辊上工作辊图 2 矫 直 机 矫 直 工 作 原 理 图钢板人口侧表 1 矫直机主要技术参数 工作辊直径/作辊辊身长度 /作辊节距/撑辊直径 /撑辊辊身长度 /撑辊节距 /辊座总行程 /辊座最大量 /5 1450 100 98 110 100 80 4 下工作辊最大挠度 /直速度 / 送辊直径 / 大板宽 / 直板带材厚度 /面硬度(主传动电机 2 300 20 95 1）矫直板带材 厚度 2 ，其 637490 4-6 其 510392 2） 主传动电机功率与转速：31550/1600r/下机构传动结构及存在问题分析 传动结构： 上排工作辊辊系的压下量和倾斜量是由调节压下装置来实现的。该压下装置由设置在压下走台上的压下电机传动减速箱、蜗轮蜗杆机构带动压下丝杆上下移动实现压下横梁和上辊系的上下动作，达到调整上辊系压下量和倾斜量的目的（如图 3、 图 4 所示）。 为了减少矫直机的负荷，其压下量 应保证板材矫直质量的最小负荷。矫直质量不完全取决于辊数，关键在于正确的调整，使各个矫直辊都能发挥矫直作用，在消除板材的内应力和矫直加工硬化作用较大的板材时其压下量应大一些，矫直辊数应多一些。正确调整出口侧矫直辊的压下量才能既发挥矫直作用，又能保证矫直后板材平直。 存在问题：压下横梁与上辊系的连接，设计采用 螺纹孔连接，该种结构由于生产中上辊系所受钢板冲击负荷较大，且辊系更换频繁，螺孔容易滑扣，连接装置松动。使压下机构与辊系存在较大间隙，造成辊系上下振动量较大，不仅影响设备的使用寿命，而且影响钢板的 矫直效果。 发信装置压下电机 减速机蜗杆蜗轮压下丝杆图 3 ： 压 下 机 构钢板入口侧 上工作辊 夹送辊 下工作辊 图 2 矫直机矫直工作原理图 蜗杆蜗轮 压下电机 减速机 发信装置 压下丝杆 图 3 压下机构 图 4 ： 压 下 连 接 装 置压下丝杆 压下装置走台压下横梁 上辊系 撑辊传动机构及存在问题分析 传动结构：为增强工作辊的刚性，防止其在工作时产生塑性变形，上下工作辊均设置有五组支撑辊，下支撑辊每组有十根辊子，上支撑辊每组有九根辊子。同时为矫直板材在横、纵方向的变形，下工作辊还设置有辊型调整装置，它是通过调整下支撑辊的五组楔铁调整装置来实现的（如图 5、图 6）。该装置是由五个交流电机通过各自的减速机传动螺杆、螺母，使五组下楔铁作水平运动，带动上斜楔作垂直方向升降运动，使安装在上斜楔上的支承辊架体作升降运动，从而实现工作辊的弯曲变形，以达到消除或改善板材浪型的目的。 在垂直方向上调整支承辊，迫使下工作辊按某一预定的曲线发生弯曲，垂直方向上的变形量即是矫直辊矫直板材所需的弯曲量，其变形量大小依据板形而定。该矫直辊的五组楔铁调整中，为确保下工作辊轴承的安全，保证下矫直辊所需要的挠变曲线，各减速机的减速比各不相同， 1#、5#斜楔为 1:47， 2#、 4#斜楔为 1:29， 3#斜楔为 1:25。即在同时调整五组楔铁时，通过各自不同的减速比使斜楔进给量不一致，实现矫直辊各部位的不同辊型。 存在问题： 在生产过程中，支撑辊辊子轴颈处的轴承设计采用 42110 短圆柱辊子轴承（见图 7）。因该轴承保持架材质为铜件，在高速、重载的工作条件下，支撑辊及轴承易发热（连续投用 24h，温升超过 120 ） ,使轴承保持架产生变形，导致支撑辊堵转、卡死而烧损。同时因支撑辊轴承数量多，安装位置分散，且空间位置狭小，设计所采用的手动干油润滑装置不能将干油打到位，加之钢板经矫直所产生的氧化铁皮进入轴承内，及容易将 轴承卡死、烧损，造成工作辊烧损。由于支撑辊数量多（共 95 根），每根需用轴承 4个，这样每套矫直机辊系的支撑辊需用轴承 380套，而且现场更换辊子及轴承时需将整套辊系从机架内拉出进行全部解体才能更换，这样不仅要投入大量人力、物力、财力，而且由于烧辊所造成的钢板划伤，严重影响矫直机的正常使用和钢板质量的提高。 上楔铁下楔铁调节器上支撑辊座 上支撑辊上工作辊 下工作辊下支撑辊下支撑辊座斜楔调节量指针图 5 支 撑 辊 传 动 及 安 装 平 面 布 置 图压下丝杆 压下装置走台 压下横梁 上辊系 连接螺孔 图 4 压下连接装置 上支撑辊座 上支撑辊 上工作辊 下工作辊 下支撑辊 下支撑辊座 斜楔调节量指针 上楔铁 下楔铁 调节器 图 5 支撑辊传动及安装平面布置图 876542 3图 六 ： 斜 楔 调 整 机 构 传 动 装 置1 上斜楔； 2 下斜楔； 3 拨杆； 4 滑杆螺母； 5 传动螺杆； 6 联轴器； 7 行星减速机； 8 传动电机 图 6 斜楔调整机构传动装置 轴承轴承 辊子图 7 ： 支 撑 辊 结 构 简 图2 改进措施 下连接装置的改进 将压下横梁和辊系拉出矫直机窗口，用磁力电钻将 螺纹孔扩改为 25 通孔，压下横梁和上辊系的连接采用 100的螺栓进行连接，如图 8 所示。改进后， 不仅避免了螺孔连接易松动、易滑扣、现场拆装较困难等问题，而且增强了连接螺栓强度，避免了螺孔滑扣所引起的振动，减轻了现场职工的劳动强度，提高了矫直辊的使用周期和设备的有效 作业率。 压下丝杆 压下装置走台压下横梁 上辊系 连接螺栓孔图 7 ： 改 进 后 的 压 下 连 接 装 撑辊的改造 在确保辊身直径和辊面硬度的情况下，将设计安装在辊子轴径处的轴承，经重新设计选用长圆柱自动调心辊子轴承，将其安装于支撑辊辊身内，轴承两侧设置组合密封。该种结构不仅能够密封轴承内的干油，而且能够有效地防止硬质氧化物进入轴承内部。具有负荷能力大，回转精度高，刚性好，耐冲击的优点，不仅较好地解决了支撑辊烧损现象，而且使用维护方便。 3 结语 该矫直机经 2005 年底改造实施完毕后，经现