聶海雄 曹一兵

(太原重工股份有限公司，山西 030024)

1 問題的提出

普陽鋼廠為提高生產(chǎn)效率和出鋼量，要求提高整個(gè)3 500 mm 軋線設(shè)備速度。為滿足生產(chǎn)要求，必須提高矯正機(jī)設(shè)備在線矯直速度。同時(shí)，為滿足中厚板線的生產(chǎn)要求，需要矯直機(jī)能夠?qū)崿F(xiàn)在線支承輥和矯直輥之間間隙的調(diào)整，要求減少板材在進(jìn)入矯直機(jī)時(shí)發(fā)生故障的頻率并減少在線換輥時(shí)間，以實(shí)現(xiàn)其工藝和生產(chǎn)順利進(jìn)行。

2 分析問題

普陽十一輥板材矯正機(jī)結(jié)構(gòu)見圖1，原設(shè)計(jì)主傳動部分由主電機(jī)、聯(lián)合減速機(jī)及萬向接軸等組成。傳動系統(tǒng)由兩臺355 kW 交流變頻電機(jī)通過帶制動輪的聯(lián)軸器→聯(lián)合減速機(jī)→萬向接軸→工作輥裝置使設(shè)備轉(zhuǎn)動運(yùn)行。原設(shè)計(jì)矯正速度為(0-20-40)m/min，在不改變主電機(jī)參數(shù)的情況下，使矯直速度提高至(0-60-90)m/min，就需要對聯(lián)合減速機(jī)重新考慮。

為了增加工作輥的剛性，上下工作輥各設(shè)置了5 排支承輥。支承輥與工作輥是輥對輥布置的，支承輥的軸承座分別固定在上下箱體上。如果調(diào)整工作輥和支承輥的間隙，需停車對支承輥軸承座進(jìn)行調(diào)整，改變支承輥與工作輥之間的間隙，耗時(shí)長，影響生產(chǎn)效率。

壓下裝配中在絲杠的底部裝有起安全保護(hù)的液壓墊，當(dāng)操作者發(fā)生誤操作或矯正力過大時(shí)，以及矯正過程中發(fā)生卡鋼現(xiàn)象時(shí)，用以使活動梁及上輥系快速抬起。工作輥的開口度增大，對設(shè)備起到保護(hù)作用，同時(shí)裝有4 個(gè)壓力傳感器，用來檢測矯正過程中矯正力的大小。在生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)壓力傳感器的測量值不能準(zhǔn)確反映矯直力的大小。

原設(shè)計(jì)萬向接軸選用SWF285 十字軸式萬向聯(lián)軸器，在實(shí)際生產(chǎn)拆卸過程中，萬向接軸法蘭連接螺栓很難拆除，增加檢修時(shí)間，影響使用效率。

3 改進(jìn)措施

3.1 聯(lián)合減速機(jī)的改進(jìn)

矯直速度由(0-20-40)m/min 提高至(0-60-90)m/min，在不改變兩臺主電機(jī)功率及轉(zhuǎn)速的前提條件下，主傳動系統(tǒng)聯(lián)合減速機(jī)需重新制作。原設(shè)計(jì)傳動比i=31.15，現(xiàn)在因設(shè)備在線速度提高，所以設(shè)計(jì)計(jì)算將傳動比改為i=14.057。相應(yīng)的輸出轉(zhuǎn)矩也減少(為原來的45%)，主電機(jī)和聯(lián)合減速機(jī)的聯(lián)軸器需作相應(yīng)改動，以滿足轉(zhuǎn)矩的變化。

圖1 十一輥板材矯正機(jī)Figure 1 11 rolls plate straightener

圖2 改進(jìn)前Figure 2 Upper and lower backup rolls before innovation

圖3 改進(jìn)后Figure 3 Upper and lower backup rolls after innovation

3.2 上下支承輥裝置的改進(jìn)

上、下支承輥和工作輥均采用對頂式設(shè)置，這樣增加了工作輥的剛性，利于排屑。原設(shè)計(jì)沒有增加調(diào)整支承輥上下移動的裝置如圖2。改進(jìn)后的設(shè)備在每排支承輥的底部設(shè)有相應(yīng)的調(diào)整斜鐵結(jié)構(gòu)，如圖3?？墒止の⒘空{(diào)整支承輥的上下位置，調(diào)整量為0～10 mm，使其與工作輥保持良好的接觸，并能在線調(diào)整支承輥和工作輥之間的間隙。

由于支承輥安裝了調(diào)整斜鐵，所以與支承輥軸承座連接的上下箱體的結(jié)構(gòu)也有所變化。上箱體為鑄焊結(jié)構(gòu)件，下箱體為焊接結(jié)構(gòu)件，它們同時(shí)增設(shè)安裝支承輥調(diào)整斜鐵裝置的“U”型槽，如圖4。

3.3 壓力傳感器安裝位置改進(jìn)

圖4 U 型槽Figure 4 U shaped groove

矯正機(jī)的壓下部分裝在橫梁上部，由兩臺22 kW 交流變頻電機(jī)通過減速機(jī)、蝸輪減速機(jī)減速，帶動4 個(gè)壓下絲杠轉(zhuǎn)動使活動橫梁及上輥系沿機(jī)架內(nèi)側(cè)的滑板上下移動。壓下絲杠上部為漸開線花鍵導(dǎo)向，下部是軋鋼機(jī)用鋸齒形螺紋，承受矯正力和實(shí)現(xiàn)輥系的上下移動。下端部是球面結(jié)構(gòu)，它可實(shí)現(xiàn)矯正輥系的前后傾動功能。為了能夠準(zhǔn)確的測量出矯直力的大小，在壓下的4 個(gè)位置裝有壓力傳感器。原設(shè)計(jì)壓力傳感器的安裝方式如圖5，是通過銷軸與上下兩個(gè)墊塊連接。但由于在實(shí)際生產(chǎn)過程中，加工制造難免有誤差，導(dǎo)致在現(xiàn)場使用過程中，壓力傳感器與上下兩個(gè)墊塊之間有竄動，不能真實(shí)的反映矯直力的大小。改進(jìn)后的裝置如圖6，在上下墊塊之間用螺釘預(yù)緊，這樣就能將壓力傳感器很好的固定，準(zhǔn)確讀數(shù)。

3.4 萬向接軸結(jié)構(gòu)改進(jìn)

如圖7 萬向接軸連接裝置中，左端與聯(lián)合減速機(jī)相連，右端與矯直機(jī)工作輥連接。原設(shè)計(jì)萬向接軸法蘭連接螺栓在拆裝過程中與萬向接軸干涉，費(fèi)時(shí)費(fèi)力，所以，將萬向接軸伸縮量設(shè)計(jì)時(shí)大于連接螺栓頭部尺寸到萬向接軸連接面的長度，從而可以順利地拆裝連接螺栓。

圖5 改進(jìn)前Figure 5 Pressure sensor assembly position before innovation

圖6 改進(jìn)后Figure 6 Pressure sensor assembly position after innovation

圖7 萬向接軸連接裝置Figure 7 Connecting position of universal shaft

4 改進(jìn)后的使用效果

十一輥板材矯正機(jī)改進(jìn)后，使用效果非常良好，達(dá)到了預(yù)期的目標(biāo)。

(1)設(shè)備在線速度得到提高，滿足了普陽鋼廠新3500mm 軋線工藝要求，與前后軋制設(shè)備得到了很好的速度和工藝匹配，增加了板材的產(chǎn)量。

(2)通過增加斜鐵調(diào)整裝置，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備在線調(diào)整工作輥和支承輥的間隙，整機(jī)的性能和作業(yè)效率得到提高，節(jié)省了時(shí)間，提高了生產(chǎn)效率。

(3)壓力傳感器矯直力數(shù)據(jù)顯示準(zhǔn)確，矯直輥縫調(diào)整精確，故障率下降，同時(shí)減輕了操作者和維修人員的勞動強(qiáng)度，滿足了生產(chǎn)和設(shè)備的需求。

(4)改造后，大幅度的提高了中板產(chǎn)品的板面質(zhì)量，經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

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