李 輝，李樹杰

（天津鋼鐵集團(tuán)有限公司，天津300301）

0 引言

棒材廠軋機(jī)是用來(lái)將鋼坯軋制成規(guī)定尺寸的圓鋼或螺紋鋼筋的專屬設(shè)備。天鋼棒材廠軋機(jī)原為意大利DANIELI 公司設(shè)計(jì)制造的。在現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)過(guò)程中，由于此設(shè)備受到外界張力及傳動(dòng)扭矩過(guò)大的影響，經(jīng)常出現(xiàn)軋機(jī)機(jī)架支撐內(nèi)的下銅套由于受力過(guò)大致使連接螺栓根切或拔斷現(xiàn)象，進(jìn)而造成下銅套脫落，導(dǎo)致無(wú)法正常生產(chǎn)；且此設(shè)備在離線維修的過(guò)程中十分復(fù)雜，給維修帶來(lái)相當(dāng)大的困難；同時(shí)由于軋制故障造成的非計(jì)劃停車時(shí)間居高不下，影響正常的生產(chǎn)節(jié)奏。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)軋機(jī)該部位在設(shè)計(jì)上存在著缺陷，為徹底解決軋機(jī)機(jī)架支撐立柱下銅套在軋制鋼坯過(guò)程中由于受力過(guò)大而脫落的問題，決定對(duì)該部位一部分結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化改造，使其能夠承受與其相匹配的軋制力。

1 軋機(jī)機(jī)架的結(jié)構(gòu)及存在的問題

1.1 原機(jī)架的結(jié)構(gòu)

原軋機(jī)機(jī)架由機(jī)架本體、銅套、密封銅墊、橡膠密封圈、鎖緊螺栓、注油孔等幾個(gè)部分組成（詳見圖1）。機(jī)架本體與拉桿結(jié)合部位分別由上下兩個(gè)對(duì)稱的銅套對(duì)拉桿進(jìn)行定位，銅套內(nèi)側(cè)加工有暗槽，安裝于暗槽中的橡膠密封圈可以有效的保證拉桿轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)潤(rùn)滑油不會(huì)泄漏，同時(shí)也可以確保軋機(jī)在使用過(guò)程中不會(huì)有異物進(jìn)入銅套內(nèi)部；銅套的上下兩端分別固定有一片用于密封的密封銅墊，該密封銅墊不僅可以進(jìn)一步的防止異物的進(jìn)入，同時(shí)還可以起到控制拉桿與銅套的間隙量的作用；最后上下各使用五條M16 的鎖緊螺絲分別對(duì)兩個(gè)銅套進(jìn)行緊固，確保與拉桿接觸的銅套不會(huì)脫落[1]。而位于軋機(jī)機(jī)架上的注油孔可以使?jié)櫥晚樌募幼⒌姐~套內(nèi)部，對(duì)整個(gè)機(jī)構(gòu)起到潤(rùn)滑保護(hù)作用，使軋機(jī)在打開或閉合輥縫時(shí)，拉桿可以在銅套內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)的更加平滑順暢。

圖1 原軋機(jī)機(jī)架組成結(jié)構(gòu)

1.2 機(jī)架的作用

軋機(jī)的機(jī)架是短應(yīng)力線軋機(jī)的重要組成部分，對(duì)軋機(jī)本體起到重要的連接及支撐作用，同時(shí)可以有效的提升軋制過(guò)程的穩(wěn)定性。軋機(jī)壓下箱內(nèi)的蝸輪、蝸桿及齒輪在液壓馬達(dá)的作用下，帶動(dòng)軋機(jī)拉桿在軋機(jī)軸承座及軋機(jī)機(jī)架的銅套內(nèi)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而進(jìn)一步帶動(dòng)用于安裝軋輥的兩個(gè)上下對(duì)稱的軸承座沿軋機(jī)機(jī)架進(jìn)行對(duì)稱的上下運(yùn)動(dòng)，最終實(shí)現(xiàn)軋機(jī)輥縫的打開與閉合。通過(guò)這種調(diào)整方式，可以使軋制線和孔型中心線相對(duì)穩(wěn)定，減低軋制事故，提高產(chǎn)品的軋制精度，減少對(duì)軋鋼調(diào)整工技術(shù)水平的依賴，簡(jiǎn)化軋制過(guò)程。而在這一過(guò)程中，軋機(jī)機(jī)架對(duì)拉桿起到了重要的固定及保護(hù)作用[2]。

1.3 原結(jié)構(gòu)存在的問題

1.3.1 軋制應(yīng)力對(duì)機(jī)架造成沖擊

在正常的軋制生產(chǎn)過(guò)程中，當(dāng)坯料咬入軋機(jī)的瞬間，鋼坯對(duì)軋輥會(huì)產(chǎn)生一股橫向的沖擊力，同時(shí)由于軋輥對(duì)鋼坯的擠壓，又會(huì)對(duì)軋機(jī)產(chǎn)生一股縱向的壓力，這兩股力最終都會(huì)自軋輥經(jīng)由軸承座及拉桿傳遞至機(jī)架上，在這兩股力的作用下，機(jī)架上用于固定銅套的螺栓經(jīng)常因無(wú)法承受這種沖擊力而造成根切或拔斷，導(dǎo)致機(jī)架下銅套脫落，從而使軋機(jī)失去軋制精度，造成軋制事故。

1.3.2 減速機(jī)輸出軸對(duì)機(jī)架造成的損害

在生產(chǎn)過(guò)程中，軋機(jī)上的軋輥在驅(qū)動(dòng)電機(jī)的帶動(dòng)下進(jìn)行高速旋轉(zhuǎn)，而與軋輥連接的減速機(jī)輸出軸也會(huì)由于高速的旋轉(zhuǎn)而產(chǎn)生不同程度的抖動(dòng)，而與之相連的軋輥因軋機(jī)軸承座的固定并不會(huì)隨減速機(jī)輸出軸一起抖動(dòng)，但由抖動(dòng)而產(chǎn)生的這股應(yīng)力則會(huì)通過(guò)軋機(jī)的軸承座及拉桿最終傳遞至軋機(jī)的機(jī)架上，使與拉桿相接觸的銅套上的螺栓在不斷的抖動(dòng)中產(chǎn)生松動(dòng)脫落，導(dǎo)致機(jī)架下銅套掉落，軋機(jī)從而失去穩(wěn)定性，造成產(chǎn)品丟失精度。

1.3.3 機(jī)架自身結(jié)構(gòu)給維修帶來(lái)困難

在原軋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)中，上下兩個(gè)銅套都是用螺栓固定在機(jī)架上的，在對(duì)銅套進(jìn)行更換和維修時(shí)必須先將螺絲擰出，然而銅套的脫落大部分是由于固定下銅套的鎖緊螺栓發(fā)生根切或拔斷而造成的，所以給螺絲的取出及下銅套的更換工作造成了極大的困難，同時(shí)一旦損壞的螺絲無(wú)法順利取出，還可能導(dǎo)致機(jī)架的報(bào)廢，不但浪費(fèi)時(shí)間還會(huì)增加備件成本及生產(chǎn)成本。

2 優(yōu)化改造設(shè)計(jì)思路

（1）設(shè)計(jì)帶下銅套定位槽的機(jī)架1（見圖2）。對(duì)鑄鋼件軋機(jī)機(jī)架1 與立柱結(jié)合處進(jìn)行重新出圖改造，將原先機(jī)架與下銅套用螺栓連接的定位方式更改成自身帶定位臺(tái)連接方式的鑄鋼件機(jī)架1，這樣機(jī)架1 自身就可承受更大的軋制力。不會(huì)因?yàn)橄裸~套2 與機(jī)架的連接螺栓3 抗拉強(qiáng)度不夠而造成下銅套2 脫落，導(dǎo)致立柱4 沒有縱向定位[3]。

（2）在機(jī)架1 下銅套位置設(shè)計(jì)加裝下銅套螺紋定位銷，防止下銅套因立柱轉(zhuǎn)動(dòng)而隨之轉(zhuǎn)動(dòng)造成機(jī)架內(nèi)側(cè)磨損。

（3）設(shè)計(jì)帶O 型圈定位槽的下銅套，使下銅套本身帶O 型圈定位槽，便于安裝和潤(rùn)滑脂的儲(chǔ)存，拆卸方便，便于維護(hù)。

（4）在下銅套加工軸向定位槽，然后在改造后機(jī)架上加裝螺紋定位銷，使軋機(jī)立柱在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中下銅套不會(huì)被動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)，造成不必要的磨損。

（5）對(duì)下銅套重新進(jìn)行設(shè)計(jì)，去掉原有螺紋連接孔。對(duì)銅套形式進(jìn)行改造，使其由原設(shè)計(jì)的螺栓連接銅套改為機(jī)架定位槽進(jìn)行定位連接，這樣保證了裝配的精度，而且下銅套不會(huì)脫落。

3 改造的具體實(shí)施方式及效果

3.1 實(shí)施方式

將改造前機(jī)架本體與改造前的支撐下銅套進(jìn)行重新出圖設(shè)計(jì)，將軋機(jī)機(jī)架與下銅套連接形式重新設(shè)計(jì)，改為帶有定位臺(tái)的軋機(jī)機(jī)架5（見圖3），根據(jù)立柱4 與上銅套7 的空間位置重新設(shè)計(jì)出下銅套6，使下銅套6 直接安裝在改在后的機(jī)架5 的下定位臺(tái)上。

圖2 機(jī)架與拉桿結(jié)合處原始結(jié)構(gòu)

這樣就使改造后的下銅套6 在實(shí)際生產(chǎn)中可以承受更高的受力與載荷，比改造前用連接螺栓的連接形式具有了更好的可靠性和受力載荷[4]，大大提高了軋機(jī)的使用壽命，同時(shí)也降低了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度及備件費(fèi)用。改造后的下銅套自身所帶的0 型圈定位槽便于0 型圈的安裝及銅套內(nèi)潤(rùn)滑脂的儲(chǔ)存。下銅套新設(shè)計(jì)的徑向定位槽能夠使立柱在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中不會(huì)隨之一起轉(zhuǎn)動(dòng)，減少下銅套的磨損量，保證其安裝精度及使用精度，同時(shí)節(jié)省下銅套的備件使用費(fèi)用。

3.2 取得的效果

改造后的軋機(jī)機(jī)架支撐結(jié)構(gòu)能夠使軋機(jī)在生產(chǎn)軋制過(guò)程中承受更大的縱向載荷；軋機(jī)在生產(chǎn)軋制過(guò)程中運(yùn)行更加可靠，使用壽命是原先軋機(jī)使用壽命的7～8 倍，在軋鋼過(guò)程中，立柱所傳遞到下銅套的載荷可以有可靠的支撐保證；在軋機(jī)立柱旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，下銅套新設(shè)計(jì)的定位槽可防止銅套因轉(zhuǎn)動(dòng)而造成的磨損，在節(jié)省備件的同時(shí)提高了設(shè)備運(yùn)行及安裝精度；設(shè)計(jì)帶O 型圈定位槽的下銅套，使下銅套本身帶O 型圈定位槽，便于安裝密封圈和潤(rùn)滑脂的儲(chǔ)存，同時(shí)也方便拆卸和維護(hù)，大大降低了由于軋機(jī)機(jī)架下銅套脫落造成的非計(jì)劃停機(jī)時(shí)間，也大大降低了維修工人的勞動(dòng)強(qiáng)度。每年節(jié)省軋機(jī)維修費(fèi)用30 余萬(wàn)元。

圖3 改造后結(jié)構(gòu)圖

4 結(jié)語(yǔ)

隨著現(xiàn)代冶金行業(yè)的飛速發(fā)展以及生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)，各種冶金設(shè)備也在不斷的升級(jí)換代。本文結(jié)合天鋼棒材廠生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的需要，結(jié)合相關(guān)設(shè)備要求，提出了對(duì)軋機(jī)機(jī)架結(jié)構(gòu)的優(yōu)化改造，截至目前為止，生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)過(guò)改造的軋機(jī)機(jī)架的壽命得到了普遍提升，極大的降低了機(jī)架銅套維修和更換的難度，減少了非計(jì)劃停車時(shí)間，有效的保證了生產(chǎn)的平穩(wěn)運(yùn)行，取得了預(yù)期的效果。