張 杰，張鵬宇

(1.中色科技股份有限公司，河南 洛陽 471039；2.中鋁河南洛陽鋁加工有限公司，河南 洛陽 471800)

拉彎矯機組作為精整加工設(shè)備的關(guān)鍵設(shè)備，國產(chǎn)化后，在國內(nèi)廣泛應(yīng)用，為國內(nèi)鋁、銅加工發(fā)展立下了汗馬功勞。毋庸置疑，拉彎矯自投入使用至今，在改善板形、提高帶材質(zhì)量做出了很大貢獻(xiàn)。但不可否認(rèn)，拉彎矯在發(fā)揮巨大作用的同時，也一直存在潛在的質(zhì)量問題，即帶材經(jīng)矯直單元出現(xiàn)的輥印問題，該問題嚴(yán)重影響著產(chǎn)品質(zhì)量的有效改善，制約著拉彎矯作為精整設(shè)備的功能發(fā)揮，為各投建企業(yè)帶來了很大困惑。

我公司作為設(shè)計研發(fā)單位，自發(fā)現(xiàn)拉彎矯所造成的輥印問題以來，投入了大量的人力、物力，探索判斷拉彎矯輥印產(chǎn)生的原因，甚至與各生產(chǎn)企業(yè)聯(lián)手共同查找輥印之謎，但均以失敗告終。輥印問題不光在國內(nèi)生產(chǎn)的拉彎矯上存在，在引進(jìn)的國外拉彎矯上也不同程度的表現(xiàn)出來，輥印產(chǎn)生的原因一直不明。

1 輥印現(xiàn)象

帶材經(jīng)過拉彎矯矯直單元后板形得到明顯改善，卻出現(xiàn)了橫輥印現(xiàn)象(圖1)。輥印密實而橫貫帶材寬度方向，切下一段帶材平鋪在測試平臺上，輥印處未表現(xiàn)出明顯的波浪凸凹現(xiàn)象，像是印在帶材上一條條明暗相間的條紋。輥印間距3mm～8mm，同一帶材在同一速度及同一延伸率下輥印間距相對穩(wěn)定，速度及延伸率保持不變的情況下，調(diào)整矯直單元的輥系壓下量，輥印間距及輥印明顯度都會有所改變。該輥印現(xiàn)象通常產(chǎn)生在薄料帶材上，鋁帶材厚度在0.5mm以下時表現(xiàn)明顯。根據(jù)來料的軟硬情況不同，輥印出現(xiàn)的帶材厚度范圍會有所改變，軟料時厚度范圍廣，最大可達(dá)0.8mm，硬料厚度范圍窄，一般在0.4mm以下。銅帶材厚度通常在0.05mm以下出現(xiàn)輥印問題。

2 輥印產(chǎn)生的原因

自發(fā)現(xiàn)輥印現(xiàn)象以來，我們一直探索輥印出現(xiàn)的具體原因，進(jìn)行了各種推測和判斷，采取了一系列措施，但一直沒有查出輥印產(chǎn)生的具體原因。

剛發(fā)現(xiàn)輥印現(xiàn)象時，首先判斷是輥系加工及裝配精度問題，因輥系精度誤差致使輥系出現(xiàn)微振動現(xiàn)象。對輥系所有輥子進(jìn)行了詳細(xì)檢測，對存在偏差的輥子進(jìn)行修復(fù)，確保每個輥子均符合設(shè)計精度要求。在對輥系裝配時，對裝配中的每一個關(guān)鍵點都進(jìn)行詳細(xì)檢查，對裝配中存在接觸不良及轉(zhuǎn)動不靈活的輥系相關(guān)環(huán)節(jié)均進(jìn)行了處理，確保輥系的裝配精度。在此基礎(chǔ)上，我們將矯直單元投入生產(chǎn)運行，輥印問題依然存在，并無明顯變化。

在輥系精度誤差引起的輥印原因排除后，對矯直單元有可能引起輥印的因素均進(jìn)行了排查。對箱式上蓋結(jié)構(gòu)的鉸接處間隙進(jìn)行了處理，增加漲縮接軸；對下輥系升降機構(gòu)及側(cè)滑板均進(jìn)行了間隙消除處理；考慮到輥系裝配底板過薄，機加工過程中容易引起加工變形，對底板進(jìn)行了加厚處理；對輥系底板與升降底座結(jié)合處連接螺栓過少可能引起撓度變形進(jìn)行了處理，增加了緊固螺栓。對矯直單元所有“可能”的原因逐項排除和嘗試后，依然無法消除輥印現(xiàn)象。

嘗試對矯直單元結(jié)構(gòu)進(jìn)行方案調(diào)整，由整體式結(jié)構(gòu)改成分體式，避開輥系之間的相互干擾，此舉對輥印現(xiàn)象也無明顯改善。

銅帶拉彎矯矯直單元采取的是輥系密布方式，與鋁帶拉彎矯矯直單元結(jié)構(gòu)截然不同，但銅帶拉矯在生產(chǎn)厚度0.05mm以下帶材時，依然存在輥印現(xiàn)象，只是輥印間距相對小些，約為2mm～5mm。

針對輥印問題，國內(nèi)拉彎矯供應(yīng)單位及生產(chǎn)使用企業(yè)也都投入了大量的人力和物力，以求查出具體輥印原因。

3 破解輥印難題

上述各種做法均未能破解輥印的難題，輥印產(chǎn)生的原因依然不明，尤其是窄幅銅帶拉矯也存在輥印現(xiàn)象，說明輥印問題影響的范圍和行業(yè)愈為廣泛，查出輥印原因已成為我們必須要解決的問題。前述各種做法及相關(guān)的改進(jìn)措施，盡管沒有起到查出輥印原因的目的，但已明確排除了兩個根本要素，即裝配精度及裝配剛度。眾所周知，裝配精度及裝配剛度是保證矯直單元正常運行的兩個根本要素，其中若有一個要素有問題都可能會引起矯直單元振動，造成帶材表面振紋，前述所做的全部工作基本都是圍繞這兩個方面進(jìn)行的輥印原因探討。對此進(jìn)行系統(tǒng)性分析，既然正常的推理研判已無法查出輥印具體原因，那么引起輥印的原因一定屬非常規(guī)因素。另基于薄料、小張力時才出現(xiàn)振紋的這一現(xiàn)象，對各種矯直單元圖紙進(jìn)行仔細(xì)分析，發(fā)現(xiàn)一個共同點，不論鋁帶還是銅帶矯直單元，輥系中的中間輥均是自由的，主要靠工作輥及支承輥進(jìn)行約束，這種約束對于下輥系來說，輥系完全可以正常運行，但對于上輥系來說，中間輥自重全部靠工作輥承托，如果工作輥通過帶材張力完全能承托其自身及中間輥重量，那么上輥系運轉(zhuǎn)正常，反之，工作輥就會因受壓而發(fā)生撓度變形。中間輥因脫離工作輥與支承輥的約束而非正常運轉(zhuǎn)，此種運轉(zhuǎn)將直接影響工作輥工作狀態(tài)，對工作輥進(jìn)行振動式敲擊，并最終影響帶材表面，形成振紋現(xiàn)象?；谶@些推測，可以初步斷定，中間輥是造成輥印問題的基本原因。為驗證這種推斷的正確性，對形成振紋的薄帶材、小張力工況下的上、下輥系輥子間隙進(jìn)行了測量，發(fā)現(xiàn)上輥系均有不同程度的間隙，此種間隙使得中間輥缺少了支承輥的有效支撐，無法穩(wěn)定運轉(zhuǎn)，形成振動，最終產(chǎn)生輥印?；诖朔N推斷，我們對中間輥進(jìn)行了加固處理，保證了中間輥轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性，此狀態(tài)下進(jìn)行帶材負(fù)荷測試并查看振紋現(xiàn)象，帶材表面不再產(chǎn)生振紋，由此說明推斷合理正確。至此，解決了困擾我們多年的拉彎矯矯直單元輥印的難題。

4 結(jié)論

基于上述分析的輥印原因，我們針對性采取了相應(yīng)改進(jìn)措施：一是通過選用輕型材質(zhì)減輕中間輥重量，盡最大可能消除重力在輥系中的負(fù)面影響；另一個處理方式主要是通過采用固定中間輥方式減弱中間輥的重力影響，消除輥系內(nèi)部間隙。通過這兩種處理方式，有效消除了輥系內(nèi)部間隙，保證了高速運轉(zhuǎn)下輥子轉(zhuǎn)動的穩(wěn)定性，根除了輥子振動根源，有效解決了帶材表面輥印問題，最終取得良好的經(jīng)濟效益和社會效益。