對中厚板軋機上輥系平衡力的修正

肖川 張保恒 太鋼集團臨汾鋼鐵有限公司中板廠，山西 臨汾 041000

對中厚板軋機上輥系平衡力的修正

肖川 張保恒 太鋼集團臨汾鋼鐵有限公司中板廠，山西 臨汾 041000

通過對生產幾年后的中厚板軋機上輥系主平衡油缸過平衡系數的分析，調整相關零件的參數，適當延長零件使用壽命。

上輥系；主平衡油缸壓力；過平衡系數；間隙

引言

1)平衡裝置的作用

為了消除在軋制咬鋼過程中，因工作機座中有關零件間存在間隙所引起的沖擊現象，改善咬入條件，提高中厚鋼板的加工精度，現在幾乎在所有的軋機上都設有主平衡裝置。

由于軋機機座中有關相互配合的零件(如壓下螺絲與螺母、軸承與輥頸、HAGC油缸與支承輥和壓下螺絲之間)存在著配合間隙，因此在軋機空載的情況下，由于各零件的自重作用，將會造成壓下螺絲（1）與螺母（2）的螺紋、壓下螺絲與止推鍵、HAGC油缸與壓下螺絲和支承輥、工作輥（5）與支撐輥（6）表面間以及輥頸與軸承間均有一定的間隙。而且這種間隙必然會在軋制過程中使軋機產生強烈的沖擊現象(軋制速度愈高愈嚴重)，其結果是使軋機相關零件壽命降低，輥縫發生變化，對軋件咬入不利，最終導致生產出的鋼板出現質量缺陷。為了消除壓下螺絲螺母之間、上輥系之間的間隙，平穩、輕巧地空載調節輥縫，一般在機架上部設置柱塞缸對上輥系進行平衡。另外合理地選擇平衡力，還可以消除平衡系統中的滯后現象，以便提高鋼板厚度自動控制系統的控制精度。

2)中厚板軋機主平衡裝置示意圖如下：

圖1

1、原參數設計及故障

兩個油缸（6 ）工作壓力為：p=18MPa

由平衡油缸壓力計算公式：

p—主平衡油缸工作壓力

G—被平衡零件的總重量

n—平衡油缸數量

d—平衡油缸柱塞直徑

K—過平衡系數

可知此時過平衡系數K=1.22

主平衡油缸在18MPa壓力下該軋機滿負荷運行，一直較為平穩，期間未出現設備事故。

滿負荷生產兩年后，發現當在快速軋制時，上輥系整體晃動加大，聲音加劇，且各零件間滑板磨損嚴重，還出現拉桿因出現疲勞而斷裂等事故，而這些零件均未達到其設計的使用壽命。

2、故障原因分析及排除

首先通過調取歷史記錄查看在軋制過程中中間坯溫度、壓下量、軋制力等工藝要求部分皆符合要求，排除了工藝、控制和操作因素的存在。

再查看PDA（軋制過程數據采集系統）后，發現在軋制過程中，咬鋼、拋鋼時整體壓下位移傳感器的讀數發生比較大的變化，這是以前的軋制過程中從未發生過的。說明此時在上輥系有明顯的間隙存在，見圖2。

經過分析這種間隙是在軋制咬鋼和拋鋼的時產生的。（Y2-Y1=2.39mm，其中Y2，Y1分別為咬鋼和拋鋼時壓下數值）這種較大的間隙變化使整體平衡系統產生瞬間的較大的沖量，作用到支撐的零件上（拉桿等）。在這種軋制條件下，主平衡系統沒有完全發揮作用，致使拉桿、滑板等零件壽命降低。

經現場對壓下螺絲、螺母的測量和分析，認為這種間隙存在的原因是由于經過幾年的滿負荷生產，導致主平衡油缸磨損嚴重，原有主平衡力不足以消除在咬鋼過程中，軋件對平衡系統的沖擊。在咬鋼時整體平衡系統向上產生位移；在拋鋼的過程中，因為有位移的產生，在重力和軋制力反作用下，壓下系統整體向下運動產生的作用力作用到拉桿上，這樣拉桿就頻繁受到軸向的沖擊力，這是造成零部件壽命降低的根本原因。

圖2

基于以上分析，參考液壓系統相關資料，決定在允許的范圍內加大主平衡油缸的過平衡系數(K一般取值為1.2～1.4)。在經過理論計算和現場的測量，最終確定過平衡系數為K=1.35，主平衡油缸壓力調整為 P=19MPa。

調整后經PDA系統采集，Y2-Y1=0.51mm（Y2，Y1分別為咬鋼和拋鋼瞬時壓下數值）。

經過半年時間的跟蹤觀察及現場數據采集，軋機沖擊情況已大為改觀，零部件壽命大大延長。

3、結束語

對于中厚板軋機來說，其主平衡系統壓力不應是一成不變的。在使用一段時間后，應根據各個零件的磨損情況、現場測量數據和精確的理論計算，及時進行修正，方可滿足現場使用要求。

[1] 鄒家樣.軋鋼機械.冶金工業出版社（修訂版）.1989

[2] 鄒家樣.軋鋼機械.冶金工業出版社（第三版）.2004

[3] 施東城.軋鋼機械理論與機構設計.冶金工業出版社.1993

[4] 王鳳喜.液壓與氣動設備維修問答[M].北京：機械工業出版社.2004

[5] 機械設計手冊編委會編著.機械設計手冊 .第3、4卷/ -3版.北京：機械工業出版社.2004.8

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.079