牛群

摘 要：經(jīng)過近十多年的探索和發(fā)展，我國已經(jīng)建成了較為完備的現(xiàn)代化鋼鐵工業(yè)體系，實現(xiàn)了絕大多數(shù)鋼鐵生產(chǎn)設(shè)備的國產(chǎn)化制造。軋鋼設(shè)備是鋼鐵生產(chǎn)中最重要的組成部分，在其設(shè)計階段有一定的規(guī)律和特征，做好軋鋼設(shè)備設(shè)計階段的管理與質(zhì)量控制對于確保設(shè)備制造的高效性和運(yùn)行的可靠性有著極為重要的意義。輥系裝置是軋鋼設(shè)備的重要組成部分，同時也設(shè)備設(shè)計的核心環(huán)節(jié)。在軋制生產(chǎn)過程中，輥系的使用壽命和質(zhì)量與材料、溫度和軋制力等參數(shù)緊密相關(guān)。設(shè)計輥系裝置時應(yīng)充分考慮其設(shè)計特征，積極提高輥系裝置的強(qiáng)度和性能，這對提高整套設(shè)備的使用效率和可靠性起到至關(guān)重要的作用。

關(guān)鍵詞：軋鋼設(shè)備；設(shè)計階段；輥系裝置；振動

中圖分類號：TG333 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 前言

現(xiàn)今的鋼鐵生產(chǎn)都采用的是大規(guī)模批量生產(chǎn)工藝，軋鋼設(shè)備的質(zhì)量和運(yùn)行的穩(wěn)定性直接影響著鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率。隨著我國鋼鐵產(chǎn)品的產(chǎn)量和生產(chǎn)效率的相對提高，軋鋼設(shè)備作為生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的重要一環(huán)，其所承受的負(fù)荷強(qiáng)度也越來越高，為提高軋鋼設(shè)備的使用效率和使用壽命，需要在設(shè)備設(shè)計的各個階段盡可能地對主要受力部件和易損部件進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，在做好軋鋼設(shè)備各部分結(jié)構(gòu)優(yōu)化的基礎(chǔ)上，還要做好軋鋼設(shè)備中的潤滑、振動等輔助功能的控制，提高設(shè)備的制造質(zhì)量和使用效率。

1 做好軋鋼設(shè)備輥系裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化

輥系裝置是一臺軋機(jī)設(shè)備的核心組件，在軋鋼設(shè)備輥系裝置的結(jié)構(gòu)中原采用的是軋輥臺階與軸承內(nèi)圈相接觸的固定方式，軸承的軸向鎖死采用的是軸承端蓋的固定方式，并在軸承端加裝了水封與防塵圈來防止水分等雜質(zhì)的侵入。這一方式在實際的使用過程中的效果并不理想，其中所存在的問題主要是水封所采用的軋輥側(cè)面端面密封方式，端蓋到軋輥端部是裝配尺寸而不是加工尺寸，因此在實際的裝配過程中無法對密封進(jìn)行良好的控制，致使在實際的使用過程中水封無法發(fā)揮其最佳密封效果，漏水現(xiàn)象頻發(fā)致使水分等雜質(zhì)進(jìn)入到軸承中致使軸承損壞。此外，使用軸承內(nèi)圈與軋輥相接觸固定，為保證軋輥端面與軸承內(nèi)圈進(jìn)行良好的接觸，軋輥軸端臺階處需要采用角度較小的過渡圓角，而這一設(shè)計將使得軋輥臺階處的抗剪切能力變?nèi)?，在長期遭受到彎曲和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力的綜合作用下此處將變成易損處，在遭受到較大的外力時將會存在斷裂危險。

為提高軋鋼設(shè)備輥系裝置的使用壽命，在軋鋼設(shè)備輥系裝置的技術(shù)設(shè)計過程中需要對上述問題進(jìn)行改進(jìn)，通過在軋輥與軸承內(nèi)圈之間加裝定位套，使用定位套來取代原先軸承內(nèi)圈與軸肩的直接接觸固定。對于軸承外圈的固定仍采用軸承端蓋進(jìn)行固定的固定方式，并在軸承端蓋上加裝水封以及雙J型軸封來做好輥系裝置軸承的防水、防塵，確保軋鋼設(shè)備輥系裝置的使用壽命。完成對于軋鋼設(shè)備輥系裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化后，軋鋼設(shè)備輥系裝置的使用壽命得到了極大的延長，通過使用定位套取代軸承內(nèi)圈與定位軸肩的直接連接，使得軸承內(nèi)圈結(jié)合部位軋輥的過渡更為平滑，從而消除了軋輥上的應(yīng)力集中，使得軋輥的抗彎曲、抗剪切能力都大為提升。此外，將軸肩處的過渡圓角加大為斜面圓弧過渡的過渡方式也使得軋輥的強(qiáng)度得到了一定程度的提升。同時在軋輥軸承端蓋處加裝J型密封，使得軋鋼設(shè)備輥系裝置的防水、防塵能力都得到較大的提升，避免冷卻水滲入到軋鋼設(shè)備輥系裝置中影響軋鋼設(shè)備輥系裝置的使用壽命。在軋鋼設(shè)備輥系裝置的設(shè)計過程中，使用Solidworks軟件對輥系裝置進(jìn)行建模分析，并結(jié)合分析的結(jié)果對軋鋼設(shè)備輥系裝置進(jìn)行結(jié)構(gòu)優(yōu)化，提高輥系裝置的使用壽命。在完成了對于軋鋼設(shè)備輥系裝置的結(jié)構(gòu)優(yōu)化后有效地解決了軋鋼設(shè)備輥系裝置中所存在的密封不良問題，通過對軋鋼設(shè)備輥系裝置進(jìn)行潤滑優(yōu)化將使得軋鋼設(shè)備輥系裝置的使用壽命和使用效率得到了極大的提升。

2 做好軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的優(yōu)化

軋鋼設(shè)備的機(jī)械振動是影響軋鋼設(shè)備使用的一項難題，造成軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的原因眾多，需要結(jié)合軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的現(xiàn)象并通過專業(yè)化的故障診斷標(biāo)準(zhǔn)對軋鋼設(shè)備機(jī)械振動進(jìn)行指標(biāo)判斷，通過對所測得的軋鋼設(shè)備機(jī)械振動數(shù)據(jù)與正常工作下的軋鋼設(shè)備的運(yùn)行數(shù)據(jù)進(jìn)行對比用以判斷軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的故障點，并在軋鋼設(shè)備技術(shù)設(shè)計過程中對其進(jìn)行優(yōu)化。

在軋鋼設(shè)備運(yùn)行的過程中軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的發(fā)生點多發(fā)生于軸承與齒輪連接的部分，而做好軋鋼設(shè)備機(jī)械振動數(shù)據(jù)的采集是做好軋鋼設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計優(yōu)化的關(guān)鍵。在軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的信號采集過程中需要在常規(guī)頻譜的基礎(chǔ)上對軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的分析與計算，從而對軋鋼設(shè)備機(jī)械振動進(jìn)行詳細(xì)的分析。在對所采集到的軋鋼設(shè)備機(jī)械振動頻譜進(jìn)行良好的時域分析的基礎(chǔ)上分析軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的原因。此外，在軋鋼設(shè)備機(jī)械振動頻譜的分析上容易受到齒輪嚙合過程中所產(chǎn)生振動頻率的影響，需要做好軋鋼設(shè)備機(jī)械振動頻率的分析，并在此基礎(chǔ)上做好軋鋼設(shè)備機(jī)械振動的分析。

做好軋鋼設(shè)備機(jī)械振動原因分析需要對軋鋼設(shè)備機(jī)械振動進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)采集，由于設(shè)備在運(yùn)行過程中機(jī)械轉(zhuǎn)速較低，在數(shù)據(jù)采集的過程中需要將機(jī)械振動數(shù)據(jù)采集長度控制在2048以內(nèi)。在對機(jī)械振動數(shù)據(jù)進(jìn)行多樣性的采集后，對所采集到的動態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析?，F(xiàn)今所采用的數(shù)據(jù)分析多采用的是在線測試的方式，為實現(xiàn)良好的測試分析結(jié)果，需要在測試部分加裝具備特定功能的傳感器，用以增強(qiáng)振動數(shù)據(jù)的采集敏感度。由于在軸承部位采集數(shù)據(jù)較為困難，且在實際的測量過程中所使用加速度傳感器采集機(jī)械振動數(shù)據(jù)的效果并不理想。為避免其他頻率對軋鋼設(shè)備機(jī)械振動數(shù)據(jù)產(chǎn)生影響，在傳感器的選擇上可以使用位移傳感器來取代加速度傳感器，從而確保軋鋼設(shè)備機(jī)械振動數(shù)據(jù)測量的準(zhǔn)確性。軋鋼設(shè)備機(jī)械設(shè)備在使用的過程中由于受到各種內(nèi)外力作用因素的影響，將使得設(shè)備各部分在使用過程中會產(chǎn)生不同程度的磨損，通過對機(jī)械振動進(jìn)行良好的測量與分析能夠?qū)堜撛O(shè)備中的易磨損處進(jìn)行精確掌握，并在此基礎(chǔ)上通過對磨損較大處進(jìn)行機(jī)械結(jié)構(gòu)優(yōu)化，用以提高設(shè)備的使用壽命。此外，在設(shè)備方案設(shè)計過程中，除了需要注意軋鋼設(shè)備能夠滿足軋鋼設(shè)備的使用需求外，還需要注意做好軋鋼設(shè)備機(jī)械結(jié)構(gòu)的簡化與優(yōu)化，提高軋鋼設(shè)備的使用壽命和使用效率。軋鋼設(shè)備的易維修性也是設(shè)計階段初期需要考慮的一個重要問題，在設(shè)備的使用過程中，對于一些易損壞的區(qū)域，需要做好機(jī)械優(yōu)化或補(bǔ)強(qiáng)，降低設(shè)備發(fā)生損壞風(fēng)險的同時提高設(shè)備的可維護(hù)性，以便能夠在機(jī)械故障發(fā)生時快速完成故障部件的修復(fù)或更換，避免設(shè)備計劃外停機(jī)，快速恢復(fù)設(shè)備的使用，提高設(shè)備的使用效率。

結(jié)語

軋鋼設(shè)備是鋼鐵生產(chǎn)中的重要設(shè)備，軋鋼設(shè)備質(zhì)量的好壞同時也是鋼鐵生產(chǎn)質(zhì)量的重要保證。為提高軋鋼設(shè)備的使用壽命和使用效率，在方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計到施工設(shè)計階段需要充分考慮各部件的設(shè)計規(guī)律和特征，對特定機(jī)械結(jié)構(gòu)進(jìn)行充分的優(yōu)化，用以消除設(shè)備在使用過程中可能存在的隱患。此外，在設(shè)備的設(shè)計過程中還需要注意做好軋鋼設(shè)備機(jī)械潤滑等輔助設(shè)置的優(yōu)化，通過良好的潤滑減少機(jī)械部件之間的磨損，提高軋鋼設(shè)備的使用壽命。設(shè)計過程中還需要從設(shè)備使用的人力、時間和成本費(fèi)用角度對設(shè)備的易維修性進(jìn)行考量，在提高軋鋼設(shè)備使用效率的同時降低運(yùn)行成本。

參考文獻(xiàn)

[1]王勇.棒材軋鋼工程機(jī)械設(shè)備設(shè)計改造[J].中國設(shè)備工程，2017 （14）：80-81.

[2]程挺宇.基于Autodesk Inventor的軋鋼設(shè)備三維設(shè)計[J].冶金設(shè)備，2011（s1）：25-27.

[3] 王海林，張振林.冷軋帶鋼電解清洗設(shè)備的設(shè)計與實踐[J].軋鋼，2009，26 （2）：51-53.