吳 婷

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋板有限公司，河北涉縣 056404）

立輥軋機(jī)傾斜故障原因分析及改進(jìn)

吳 婷

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋板有限公司，河北涉縣 056404）

針對(duì)天鐵熱軋生產(chǎn)線上立輥軋機(jī)側(cè)壓裝置出現(xiàn)的傾斜現(xiàn)象，分析出是由立輥平衡梁小輪故障和球面墊掉落引起的。通過(guò)對(duì)側(cè)壓裝置平衡梁小輪和球面墊進(jìn)行改進(jìn)，降低了立輥軋機(jī)傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

立輥軋機(jī)；側(cè)壓；球面墊；小輪；改進(jìn)

1 引言

天鐵熱軋1 750mm立輥軋機(jī)位于R2四輥可逆粗軋機(jī)之前，與R2軋機(jī)配合形成萬(wàn)能式粗軋機(jī)，其中側(cè)壓裝置是立輥的主要組成部分，其作用主要是對(duì)加熱爐出來(lái)的板坯進(jìn)行側(cè)邊軋制，并控制板坯寬度尺寸和形狀，同時(shí)將板坯邊部的鑄態(tài)組織變?yōu)檐垜B(tài)組織，避免在水平軋制過(guò)程中產(chǎn)生邊裂，影響板坯質(zhì)量。

天鐵1 750mm軋機(jī)投產(chǎn)7年多，前期設(shè)備運(yùn)行良好，但隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快，設(shè)備磨損加大，精度降低，因此在生產(chǎn)過(guò)程中，小輪碎裂、球面墊掉落等側(cè)壓裝置頻繁出現(xiàn)故障，造成了立輥軋機(jī)傾斜的現(xiàn)象，直接影響了正常軋鋼工序。通過(guò)對(duì)事故現(xiàn)象的原因分析和改進(jìn)，降低了立輥軋機(jī)傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2 立輥軋機(jī)側(cè)壓裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1 立輥軋機(jī)側(cè)壓裝置結(jié)構(gòu)

測(cè)壓裝置分布于軋機(jī)傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)，全部采用液壓驅(qū)動(dòng)，每側(cè)由平衡液壓缸（以下簡(jiǎn)稱平衡缸）、兩個(gè)AWC液壓缸（以下簡(jiǎn)稱AWC缸）和平衡梁等組成。AWC缸與平衡缸共同作用時(shí)，實(shí)現(xiàn)軋輥的開(kāi)口度的設(shè)定，兩側(cè)側(cè)壓裝置可單動(dòng)，也可聯(lián)動(dòng)。AWC缸與平衡缸均固定在機(jī)架上。側(cè)壓裝置具體參數(shù)如下：

最大軋制力矩（過(guò)載系數(shù)2.75，5 s電機(jī)跳閘）：2×616 kN·m；

軋制速度（最大輥時(shí)）：±2.9～5.67 m/s；

側(cè)壓速度（單側(cè)）：80mm/s；

最大側(cè)壓量：60mm（雙側(cè)，低碳鋼，厚度230mm）；

立輥開(kāi)口度：720～1 750mm；

AWC 液壓缸：?400/?320×895 mm，工作壓力 27 MPa；

平衡液壓缸：?220/?140×1 925 mm，工作壓力8～12 MPa。

測(cè)壓裝置見(jiàn)圖1。

2.2 側(cè)壓裝置工作原理

側(cè)壓裝置其共同作用可調(diào)整軋輥的開(kāi)口度。該裝置配有短行程控制（SSC）功能+自動(dòng)寬度控制（AWC）功能。短行程控制（SSC）用于控制大側(cè)壓引起的頭、尾形裝誤差。自動(dòng)寬度控制（AWC）主要用于修正軋制力變化引起的寬度誤差。SSC、AWC的控制是由液壓伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。

圖1 側(cè)壓裝置簡(jiǎn)圖

AWC缸通過(guò)球面墊與軋輥軸承座相接。其作用是：帶動(dòng)軋輥裝配在機(jī)架內(nèi)運(yùn)動(dòng)。AWC缸均帶位移傳感器，用于AWC缸位置檢測(cè)和同步控制。AWC缸可帶負(fù)荷調(diào)整。在AWC缸液壓伺服系統(tǒng)上裝有壓力傳感器，用于檢測(cè)軋制壓力。

平衡缸通過(guò)連接板與平衡梁相連，平衡梁上下鉤部分別與上下軋輥軸承座相接。平衡梁的側(cè)面裝有滑板，上部裝有小輪。平衡缸作用是：一方面在正常工作狀態(tài)下通過(guò)平衡梁始終將軋輥裝配拉靠在AWC缸頭部上，消除球面墊與AWC缸頭部之間、球面墊與軸承座之間的間隙。平衡缸帶位移傳感器，用于軋輥位置檢測(cè)。

3 立輥傾斜故障原因分析

由于軋線只有一架立輥軋機(jī)，每塊板坯軋制五道次，其中一、三、五道次帶有減寬軋制設(shè)定，二、四道次打開(kāi)，因此軋機(jī)工作量較大，側(cè)壓裝置動(dòng)作頻繁，很容易出現(xiàn)傾斜故障，從而影響正常生產(chǎn)。立輥傾斜原因主要是由立輥平衡梁小輪故障和球面墊掉落所引起。

3.1 平衡梁小輪故障原因分析

平衡梁小輪如圖2所示，將平衡梁固定在機(jī)架內(nèi)，并保證平衡梁在機(jī)架內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。隨著設(shè)備精度的降低，在生產(chǎn)過(guò)程中，小輪經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡死、軸承碎裂等故障，造成平衡梁運(yùn)行不平穩(wěn)，平衡缸壓力過(guò)大，立輥軋機(jī)報(bào)傾斜，影響軋鋼生產(chǎn)。通過(guò)多次檢修更換檢查，分析其原因?yàn)椋含F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，立輥軋機(jī)前部裝有高壓水除磷裝置，粉塵、鐵屑較多，水量大，小輪無(wú)密封，僅有軸承擋圈，容易進(jìn)入小輪軸承內(nèi)部，造成軸承卡死或加劇軸承滾珠磨損，致使軸承損壞；潤(rùn)滑不良或潤(rùn)滑油孔堵塞，軸承長(zhǎng)時(shí)間處于無(wú)潤(rùn)滑油狀態(tài)，造成軸承卡死；小輪加油不方便，見(jiàn)圖2。

圖2 小輪裝置簡(jiǎn)圖

油孔1為加油孔，每次加油都需將固定螺栓拆除，且空間狹小，不利于加油；小輪滑道粉塵較多，容易堆積，從而增加小輪運(yùn)行阻力，造成小輪受力不均，平衡缸壓力過(guò)大；小輪軸承強(qiáng)度不夠，滾珠容易碎裂；多次更換小輪軸，造成平衡梁固定孔與軸間隙加大，小輪往復(fù)擺動(dòng)使固定孔形成橢圓形，致使小輪損壞。

3.2 球面墊掉落故障原因分析

球面墊在軋鋼過(guò)程中，最大軋制力為4000kN，遭受較大沖擊力，尤其是下缸，很容易使螺栓剪短、球面墊掉落，從而造成立輥報(bào)傾斜。分析其原因?yàn)椋呵蛎鎵|螺栓強(qiáng)度低，螺栓倒角處存在應(yīng)力集中或應(yīng)力經(jīng)過(guò)熱處理未消散；螺栓經(jīng)常斷裂，造成AWC缸缸頭螺紋損壞，與螺栓配合間隙大，螺栓晃動(dòng)致使斷裂；滑板磨損，精度降低，平衡梁與牌坊的間隙增大，軋鋼過(guò)程中，平衡梁擺動(dòng)，帶動(dòng)球面墊，使螺栓斷裂；AWC缸依靠卡環(huán)固定在立輥牌坊上，軋鋼過(guò)程中，沖擊力大，尤其第一道次，造成AWC缸卡環(huán)與AWC缸體之間間隙大，且牌坊磨損（現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)軋機(jī)出口磨損較大，入口有輕微磨損），生產(chǎn)過(guò)程中，缸體不規(guī)則擺動(dòng)，造成螺栓斷裂；上下AWC缸不同步，在工藝操作人員拍快開(kāi)時(shí)（拍快開(kāi)，平衡缸和AWC缸同時(shí)縮回），平衡梁傾斜，造成某一個(gè)球面墊承壓過(guò)大，致使螺栓斷裂。球面墊見(jiàn)圖3。

圖3 球面墊簡(jiǎn)圖

4 立輥傾斜故障改進(jìn)措施

為了降低立輥傾斜故障率，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定了具體改進(jìn)措施。

小輪定期潤(rùn)滑，將變質(zhì)潤(rùn)滑油和粉塵擠出；安裝小輪時(shí)，安裝正確，確保油道暢通，防止雜物進(jìn)入軸承內(nèi)部，軸承擋圈牢固；小輪前方增加刮塵板，在小輪運(yùn)行過(guò)程中，提前將堆積粉塵清除，便于小輪運(yùn)行平穩(wěn)；小輪軸承改用進(jìn)口SFK軸承，提高軸承強(qiáng)度；更改小輪潤(rùn)滑油道，同時(shí)在軸上開(kāi)槽，便于小輪加油；利用大修時(shí)間，對(duì)平衡梁固定小輪孔進(jìn)行修復(fù)；定期檢查小輪運(yùn)轉(zhuǎn)情況，便于提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理。

球面墊螺栓采用高強(qiáng)螺栓，螺栓倒角改為圓角，并進(jìn)行熱處理消應(yīng)；對(duì)AWC缸缸頭螺孔螺紋進(jìn)行修復(fù)，或者加大螺紋，更改螺栓；定期測(cè)量牌坊與平衡梁之間的間隙，過(guò)大時(shí)滑板適當(dāng)加墊，保證牌坊與平衡梁的尺寸配合在1.4～2.1 mm；AWC缸卡環(huán)實(shí)行一對(duì)一制度，下線后，根據(jù)AWC缸測(cè)量尺寸進(jìn)行修復(fù)，保證公差配合，從而使AWC缸固定良好；牌坊磨損處定期進(jìn)行修復(fù)，保證安裝精度；球面墊下方加焊托架，這樣即使球面墊螺栓斷裂，也可保證不掉落，維持正常生產(chǎn)；定期檢測(cè)油缸信號(hào)和伺服閥信號(hào)反饋，確保油缸同步。

5 改進(jìn)后效果

經(jīng)過(guò)對(duì)側(cè)壓裝置采取的一系列改進(jìn)，改善了小輪工作環(huán)境及小輪強(qiáng)度，使小輪故障率大大降低，由每年5～6次降低到每年1～2次，取得了良好的效果；在保證設(shè)備精度的情況下，球面墊掉落次數(shù)明顯減少。平衡梁小輪和球面墊的改善，減少了立輥傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時(shí)降低了備件損耗，節(jié)約成本。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)立輥軋機(jī)傾斜故障進(jìn)行分析，找出了故障原因，提出了具體改進(jìn)方案，改進(jìn)后降低了立輥軋機(jī)傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。設(shè)備精度是保障設(shè)備正常運(yùn)行的重要因素之一，尤其到設(shè)備后期，設(shè)備磨損加劇，精度嚴(yán)重降低的情況下，更應(yīng)保證精度，同時(shí)也要加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢制。

[1] 吳宗澤.機(jī)械設(shè)計(jì)師手冊(cè)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002.

[2] 周學(xué)良.潤(rùn)滑油[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2007.

Cause Analysis of Vertical Mill Inclining Failure and Improvement

WU Ting

(Hot Rolling Plate Mill,Tianjin Tiantie Metallurgical Group Co.,Ltd.,She County,Hebei Province056404,China)

The inclining problem occurring at the lateral pressure device of vertical mill on Tiantie hot rolling production line was analyzed and the causes found to be roll balance beam wheel failure and spherical washer falling.The said beam wheel and spherical washer were modified.The failure rate of vertical mill inclining was reduced and smooth production ensured.

vertical mill;lateral pressure;spherical washer;wheel;modification

10.3969/j.issn.1006-110X.2014.03.011

2014-01-08

2014-02-03

吳婷（1986—），女，主要從事冶金機(jī)械技術(shù)管理工作。