350預(yù)應(yīng)力偏心軋機(jī)優(yōu)化與改進(jìn)

劉明1何召磊2劉賓2

(1.山鋼集團(tuán)萊鋼設(shè)備檢修部中心，山東271104；2.濟(jì)南第二機(jī)床集團(tuán)有限公司，山東250022)

摘要：分析了350預(yù)應(yīng)力偏心軋機(jī)在使用過(guò)程中遇到的問(wèn)題及原因，通過(guò)對(duì)軋機(jī)本體結(jié)構(gòu)和密封的優(yōu)化解決了問(wèn)題。

關(guān)鍵詞：偏心軋機(jī)；結(jié)構(gòu)；優(yōu)化

中圖分類(lèi)號(hào)：TG333.1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B

收稿日期：2015—04—27

OptimizationandImprovementof350Pre-stressEccentricMill

LiuMing,HeZhaolei,LiuBin

Abstract：Issues and cause of 350 pre-stress eccentric mill during operation have been analyzed, further main body and seal of the mill have been optimized to solve the faults.

Keywords：eccentricmill;configuration;optimization

萊鋼棒材廠自2003年底引進(jìn)預(yù)應(yīng)力偏心軋機(jī)作為棒材生產(chǎn)線的精軋機(jī)列，該軋機(jī)在使用初期運(yùn)行比較穩(wěn)定，經(jīng)過(guò)在線使用一段時(shí)間后，出現(xiàn)了輥縫調(diào)整困難、過(guò)鋼彈跳、中間軸連接問(wèn)題、渦輪箱潤(rùn)滑不良等現(xiàn)象，造成故障停機(jī)頻發(fā)，已經(jīng)影響到了主線的正常生產(chǎn)。

1原因分析

通過(guò)對(duì)離線軋機(jī)解體分析，找到造成輥縫調(diào)整困難、過(guò)鋼彈跳等問(wèn)題的原因。

1.1輥縫調(diào)整阻塞分析

偏心軋機(jī)輥縫調(diào)整是依靠偏心套旋轉(zhuǎn)來(lái)完成的，輥縫調(diào)整阻塞即為偏心套旋轉(zhuǎn)阻塞。經(jīng)過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，偏心套旋轉(zhuǎn)阻塞根本原因有兩個(gè)：偏心套密封效果差；偏心套配合間隙過(guò)大。

1.1.1密封的影響

軋機(jī)軸承座剖面圖如圖1所示。

偏心套與軸承座的配合間隙A值在0.05mm～0.10mm范圍內(nèi)。原設(shè)計(jì)此間隙密封為一道O型密封圈，在濁水腐蝕、軋機(jī)震動(dòng)、紅鋼輻射等的惡劣環(huán)境下，O型密封圈極易損壞。密封圈的損壞會(huì)導(dǎo)致間隙A進(jìn)入濁水及氧化粉塵，形成阻塞條件，直接影響偏心軋機(jī)輥縫調(diào)整。

1.1.2偏心套配合間隙值過(guò)大的影響

經(jīng)過(guò)對(duì)在線使用的偏心套測(cè)量發(fā)現(xiàn)，其外徑尺寸已經(jīng)超差0.2mm～0.3mm，而且偏心套外徑在不同的截面上尺寸是不均勻的。圓柱尺寸?346H8/f7處測(cè)得誤差基本在允許的范圍內(nèi)，圓柱尺寸?330H7/f6處測(cè)得尺寸誤差均已超差，這樣造成軋輥裝配后，偏心套軸線與軸承座內(nèi)孔軸線不在同一直線上，出現(xiàn)同軸度誤差，在調(diào)整輥縫過(guò)程中形成附加摩擦力，從而影響軋機(jī)工作的穩(wěn)定性。

1—偏心套　2—軸承座　A—偏心套間隙

1.2過(guò)鋼彈跳分析

由圖1可以看出，軋輥的軸向及徑向定位由偏心套來(lái)完成。偏心套軸向定位是軸承座端蓋經(jīng)間隙墊片起作用，是可以調(diào)節(jié)的，在使用過(guò)程中不影響軋輥彈跳。偏心套徑向定位由軸承座內(nèi)孔固定尺寸保證，在使用過(guò)程中不可調(diào)節(jié)，偏心套外徑與軸承座內(nèi)孔加工完成并裝配后，軋輥彈跳值基本上能確定下來(lái)，一般在0.10mm內(nèi)。隨著軋機(jī)的使用，間隙A值主要受軋機(jī)軋制力、調(diào)整磨損、濁水腐蝕等不利影響，間隙值會(huì)產(chǎn)生變化。根據(jù)目前的實(shí)際測(cè)量來(lái)看，大部分偏心軋機(jī)的間隙A值已經(jīng)超差0.3mm～0.5mm左右，軋輥彈跳在0.4mm左右。因此，軋機(jī)軋輥彈跳產(chǎn)生的根源在于偏心套間隙A值。

1.3中間軸的連接分析

中間軸是軋機(jī)傳動(dòng)端和非傳動(dòng)端的輥縫調(diào)節(jié)的紐帶。如圖2所示，在中間軸B處是由鼓型齒聯(lián)軸器進(jìn)行連接，當(dāng)兩端的輥縫不相同時(shí)，需要將整架軋機(jī)拆卸后，調(diào)節(jié)其中一側(cè)的輥縫，這樣不但降低了作業(yè)效率，還增加了職工的勞動(dòng)強(qiáng)度。

圖2　中間軸連接示意圖

1.4渦輪箱潤(rùn)滑不良分析

在軋機(jī)解體過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，偏心軋機(jī)渦輪傳動(dòng)系統(tǒng)中的傳動(dòng)蝸桿潤(rùn)滑密封存在問(wèn)題，加注潤(rùn)滑脂時(shí)，需要將渦輪箱的上端蓋拆卸下來(lái)，不能在線潤(rùn)滑。

由于傳動(dòng)蝸桿兩端密封FA50×58×5耐油性差、暴露在外部，受高溫易老化，密封周期短，軋機(jī)冷卻水由于壓力較高，含有氧化鐵皮顆粒，容易從傳動(dòng)蝸桿兩端進(jìn)入渦輪箱，致使渦輪箱內(nèi)部零件損壞，造成在線軋機(jī)無(wú)法調(diào)整，影響生產(chǎn)，加速備件報(bào)廢。軋機(jī)冷卻水的進(jìn)入使?jié)櫥土魇?，零部件銹蝕，也增加了調(diào)整的難度。

2 改進(jìn)方案

2. 1偏心套密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化

現(xiàn)場(chǎng)測(cè)繪得到，偏心軋機(jī)軸承座座體最小壁厚處為22mm左右，迷宮圈式防水擋環(huán)壁厚尺寸為9mm，完全有空間在軸承座端面上增加間隙密封結(jié)構(gòu)。

在軸承座內(nèi)側(cè)端面上焊接尺寸為?333/351mm×13.7mm的間隙密封環(huán)(圖3)用于擋水，改進(jìn)原靜迷宮結(jié)構(gòu)，采用正反兩個(gè)方向間隙式密封方法，在與軸承座結(jié)合面增加偏心靜迷宮(圖4為改造后的軸承蓋)，與擋水環(huán)間隙配合形成間隙式密封結(jié)構(gòu)。圖5為改造后裝配示意圖。

通過(guò)采用迷宮密封的方式，解決了偏心套與軸承座配合間隙進(jìn)水的問(wèn)題，大大延長(zhǎng)了偏心套的使用壽命。

圖3　間隙密封環(huán)示意圖

圖4　改造后軸承端蓋示意圖

圖5　密封改造裝配示意圖

2. 2偏心套外徑尺寸恢復(fù)

由于更換新偏心套的費(fèi)用較高，所以采用修復(fù)的方法解決，偏心套磨損部位多在軋輥軸承裝配段的外表面，直徑方向的磨損量在0.2mm～0.3mm范圍內(nèi)，而且不均勻。電鍍硬鉻是目前較為成熟的表面處理方法，其工藝先進(jìn)，硬鉻層尺寸在0.10mm～0.15mm，表層附著力大，強(qiáng)度及硬度高，經(jīng)過(guò)電鍍硬鉻后的零件表面起到強(qiáng)化作用，耐腐蝕能力大為增強(qiáng)，特別適用于濁水腐蝕及紅鋼近距離輻射的場(chǎng)合，且能長(zhǎng)期保持表面光潔。電鍍硬鉻的加工范圍直徑方向在0.2mm～0.3mm內(nèi)，表面處理后具有高強(qiáng)度、高硬度、高耐蝕性的性能，適合于我們目前偏心套尺寸失效及性能恢復(fù)的情況。所以我們采用電鍍硬鉻的方式恢復(fù)偏心套的性能。圖6 為修復(fù)完畢的偏心套表面。

圖6　偏心套修復(fù)表面

采用電鍍硬鉻方法，在恢復(fù)偏心套尺寸精度的情況下，同時(shí)增強(qiáng)偏心套的各項(xiàng)性能指標(biāo)。電鍍硬鉻后采用磨削的方法，提高偏心套微觀儲(chǔ)油條件，增強(qiáng)裝配后的潤(rùn)滑效果，延長(zhǎng)使用壽命。

2.3中間軸連接改進(jìn)

將中間軸靠近傳動(dòng)端一側(cè)斷開(kāi)，在兩個(gè)斷面焊接DN100的法蘭，用M16螺栓連接，如圖7中C處所示。這樣，當(dāng)裝配好的機(jī)架兩側(cè)的輥縫不一致時(shí)，只需要將中間軸上的M16螺栓取下，再分別調(diào)節(jié)即可完成，降低了勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了作業(yè)效率。

2.4渦輪箱潤(rùn)滑改進(jìn)

為了能夠使渦輪箱在線潤(rùn)滑，設(shè)計(jì)一個(gè)防水帽(圖8)，在其上端加工一個(gè)加油孔，用來(lái)連接注油泵隨時(shí)加油潤(rùn)滑，去掉渦輪箱上端密封端蓋上的骨架油封，在防水帽上重新設(shè)計(jì)簡(jiǎn)易O型密封圈。這樣，防水帽、端蓋與調(diào)整渦輪箱箱體三者連接在一起，有效地起到防水的作用。加油方式由多點(diǎn)加油變?yōu)橐稽c(diǎn)加油，實(shí)現(xiàn)了一點(diǎn)加油多點(diǎn)潤(rùn)滑。

圖7　改造后中間軸連接示意圖

圖8　防水帽示意圖

為解決傳動(dòng)蝸桿兩端的密封問(wèn)題，將傳動(dòng)蝸桿下端蓋密封槽重新設(shè)計(jì)，原來(lái)的V型密封圈改為O型密封圈，不再暴露在外部，延長(zhǎng)了密封使用周期。

3結(jié)論

偏心軋機(jī)密封結(jié)構(gòu)優(yōu)化和偏心套精度恢復(fù)后，經(jīng)過(guò)一年的運(yùn)行，在線使用穩(wěn)定，基本消除了輥縫調(diào)整困難、過(guò)鋼彈跳、中間軸連接、渦輪箱潤(rùn)滑不良等問(wèn)題，為主軋線的穩(wěn)產(chǎn)高產(chǎn)和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的提升創(chuàng)造了條件。

編輯杜青泉