軋鋼機械機輥系結構優化及強度分析

摘 要：近年來，隨著我國經濟的快速發展，人民的消費水平不斷提高，極大促進了民用建筑、汽車等行業的蓬勃發展。政府亦不遺余力的加大對基礎建設的投資力度。作為上游受益行業，鋼鐵行業得到了大力的發展，對鋼鐵行業的要求也日益提高。如何提高軋制質量的問題已經成為每個鋼鐵企業和軋鋼設備制造企業關注的重中之重。然而，就軋鋼機械設備而言，主要部件及易損件就是輥系裝置，所以，如何提高輥系的強度和性能，延長使用壽命是一個關鍵問題。

關鍵詞：輥系裝置；優化結構；強度分析；生產效率

1 輥系裝置是軋鋼設備的核心部件

在市場經濟的作用下，軋鋼企業競爭日趨激烈，各家企業在節約生產成本的同時，都在不斷挖掘本企業設備潛力，主要從兩面提高企業產品附加值，一是提高產品寬度規格，另一方面提高產品產量。以上兩種方式無疑都加大了軋機輥系的負荷強度，對軋輥提出了更高的要求。基于上述要求和我們多年在軋鋼生產線的實際經驗對軋機輥系做出以下分析。

1.1 輥系裝置改造前的結構分析

如圖1、圖2所示序號3軋輥臺階位置與序號1軸承內圈接觸固定，序號1軸承外圈由固定在序號2軸承座上的序號6端蓋固定，同時序號6端蓋上裝有序號4水封以及序號5防塵圈，用來防水防塵。

此種結構在實踐過程中證明并不理想。問題一，水封與軋輥側面為端面密封型式，端蓋到軋輥端部是裝配尺寸并不是加工尺寸，在實際生產過程中難以保證，經常出現漏水現象，而防塵圈又難以防住水，所以水通過水封后很容易進入軸承內部從而破壞軸承，需更換新軋輥軸承。問題二，軋輥由臺階頂住軸承內圈，由于臺階圓角很小，在軋制過程中軋輥受彎曲應力及扭轉應力綜合作用下，此處為軋輥的薄弱環節，軋機稍有過載就將出現斷輥現象。

1.2 輥系裝置優化后的結構分析

如圖3、圖4所示，序號3軋輥與序號1軸承內圈之間增加了序號7定位套，通過序號7定位套固定軸承內圈，序號1軸承外圈由固定在序號2軸承座上的序號6端蓋固定，同時序號6端蓋上裝有序號4水封及序號5雙J型密封用來防水。

實踐證實通過結構改造，輥系中軋輥延長了使用壽命，主要表現在軋輥與軸承內圈之間增加定位套，去除了軋輥上軸臺結構，軸承內圈結合部位軋輥本身為平滑過渡，取消了集中應力點，從而減少斷輥幾率，軋輥軸頸與輥身過渡由圓弧過渡改為斜面圓弧過渡，增加了軋輥強度，端蓋上原有的Vd水封不變，還在內部增加了兩個正反安裝的J型密封，這樣安裝方式不僅保證防止外部冷卻水不進入軸承，防止軸承磨損，還防止了內部潤滑油流出，保證輥系軸承運轉過程中有足夠潤滑脂，延長軸承使用壽命。

2 軋輥強度校核

軋機輥系結構優化后解決了原有輥系密封效果不好軸承容易進水的問題，輥系軸承內部在有良好潤滑的條件下，軸承使用壽命可以增加一倍以上。同時通過軋輥優化消除了軋輥集中應力問題，增加了軋輥強度。

3 輥系裝置提高生產效率

優化輥系結構后，解決了軋鋼企業的實際問題，提高了生產效率。

在軋鋼廠，軋鋼生產線的主要生產成本考核之一就是每生產1噸帶鋼產品軋輥、軸承的消耗數量，通過輥系優化增加了軸承和軋輥的使用壽命，減少了軋輥、軸承的消耗數量，從而節省了生產成本，不僅如此，軸承工作環境改善了，軋輥的強度增加了，在生產軋鋼過程中事故率減少，因此處理事故時間減少，提高了作業率，正常生產時間長了，為企業創造了更大的經濟效益。

參考文獻

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