基于興澄特鋼4300mm中厚板軋機(jī)機(jī)械壓下的裝置問題解析

摘 要：在當(dāng)今社會中，鋼鐵是一種非常重要的材料，在很多領(lǐng)域當(dāng)中，都有著廣泛的應(yīng)用。以興澄特鋼為例，4300mm中厚板軋機(jī)的機(jī)械壓下裝置存在著一定的問題，對鋼廠生產(chǎn)效率產(chǎn)生了一定的影響。基于此，本文首先對興澄特鋼4300mm中厚板軋機(jī)機(jī)械壓下裝置的結(jié)構(gòu)原理進(jìn)行了介紹，分析了其中存在的問題，進(jìn)而對其改進(jìn)措施進(jìn)行了探討。

關(guān)鍵詞：興澄特鋼；4300mm中厚板軋機(jī)；機(jī)械壓下裝置；問題分析；改進(jìn)措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.10.044

0 前言

興澄特鋼4300mm中厚板軋機(jī)是由Danieli公司設(shè)計(jì)制造，設(shè)備投產(chǎn)時(shí)間為2012年，在日常運(yùn)行中，能夠維持穩(wěn)定的運(yùn)行，年設(shè)計(jì)產(chǎn)量為160萬噸，月均產(chǎn)量在8～10萬噸左右。不過，在實(shí)際運(yùn)行中，軋機(jī)機(jī)械壓下裝置中存在著一定的問題，影響了軋機(jī)的運(yùn)行效率。對此，通過對裝置存在的問題，提出了一些改進(jìn)措施，以期進(jìn)一步提高軋機(jī)的生產(chǎn)效率。

1 軋機(jī)的結(jié)構(gòu)原理

在興澄特鋼4300mm中厚板軋機(jī)中，機(jī)械壓下裝置在機(jī)架頂部操作側(cè)及傳動側(cè)，作用是調(diào)整輥縫。在裝置中，包括了壓頭裝配、壓下螺母、壓下螺絲、蝸輪蝸桿減速機(jī)、液壓回送裝置、制動器、聯(lián)軸器、電動機(jī)等部分。在運(yùn)行當(dāng)中，電動機(jī)通過聯(lián)軸器對蝸輪蝸桿旋轉(zhuǎn)進(jìn)行帶動，配合花鍵齒帶動壓下螺絲在壓下螺母中旋轉(zhuǎn)，從而完成升降移動的動作，通過壓頭裝配對上支承輥軸承座中發(fā)揮作用，從而對輥縫進(jìn)行調(diào)節(jié)[1]。

2 軋機(jī)機(jī)械壓下裝置的問題

在設(shè)備投入使用之后，在逐漸釋放產(chǎn)能的情況下，其機(jī)械壓下裝置出現(xiàn)了一定的問題。在裝置伸縮罩的運(yùn)行當(dāng)中，會發(fā)生爆裂的情況，對各類不同品牌伸縮罩進(jìn)行嘗試使用，均未取得理想的效果。在壓頭裝配中，容易發(fā)生壓蓋堆焊銅層脫落的情況，可能損壞唇形密封圈。在壓頭裝配止推軸承滾子的位置，存在較多銅沫，會影響軸承的使用年限[2]。機(jī)械壓下裝置在抬升、壓下的動作中，效率較為緩慢。在實(shí)際運(yùn)行中，電動機(jī)壓下速度最高為每分鐘987轉(zhuǎn)，而抬升速度最高為每分鐘1000轉(zhuǎn)，因而壓頭裝配的上下移動線速度約為每秒30毫米，不符合每秒50毫米的設(shè)計(jì)速度要求。

3 軋機(jī)機(jī)械壓下裝置的改進(jìn)

（1）伸縮罩。伸縮罩在壓下螺絲運(yùn)動當(dāng)中，會不斷的被壓縮和拉伸，因而伸縮罩內(nèi)部氣體也會不斷被壓縮。但在壓縮罩設(shè)計(jì)中，沒有預(yù)留排氣孔，因而由于伸縮罩內(nèi)部氣體的壓縮，其中壓強(qiáng)也會增大，因而容易造成伸縮罩的爆裂。針對這一問題，應(yīng)當(dāng)在伸縮罩上設(shè)計(jì)相應(yīng)的排氣孔，這樣在氣體被壓縮時(shí)，能夠通過排氣孔及時(shí)排出，避免了壓強(qiáng)過大造成伸縮罩爆裂的情況。

（2）壓頭裝配。在壓頭裝配結(jié)構(gòu)當(dāng)中，初始設(shè)計(jì)存在一定的不足。在機(jī)械壓下裝置運(yùn)行當(dāng)中，外罩壓靠在上支承輥軸承座，壓下螺母對壓下螺絲產(chǎn)生作用，壓下螺絲的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，被止推滾子軸承轉(zhuǎn)變成上下運(yùn)動。而在止推滾子軸承、壓下螺絲、外罩之間，不存在軸向約束，因而在設(shè)備運(yùn)行中，壓下螺絲和外罩可能發(fā)生不同軸的現(xiàn)象[3]。在設(shè)備運(yùn)行中，可能發(fā)生支承輥軸承座傾斜，因而造成壓頭裝配外罩傾斜，導(dǎo)致壓下螺絲對堆焊銅層發(fā)生啃咬效應(yīng)，導(dǎo)致銅層的脫落，損壞唇形密封圈。在壓頭裝配當(dāng)中掉落的銅沫，會在止推滾子軸承附著，進(jìn)而使軸承的使用年限受到影響。

由此能夠看出，在止推滾子軸承中，壓頭外罩沒有實(shí)現(xiàn)定心，因而在設(shè)備運(yùn)行中，外罩的是軸向自由的狀態(tài)。基于此，重新設(shè)計(jì)壓頭裝配的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，確保在止推滾子軸承上實(shí)現(xiàn)外罩定心。在設(shè)計(jì)中，將壓蓋和堆焊銅層分離，在外罩上對壓蓋進(jìn)行緊固，并與壓下螺絲間保持一定的距離。在壓蓋上方進(jìn)行密封操作，避免壓下螺母研磨產(chǎn)生的銅沫落入到壓頭裝配當(dāng)中。將導(dǎo)向機(jī)構(gòu)設(shè)置在外罩和止推滾子軸承外圈之間，確保止推滾子軸承與外罩的定心。在外罩位置進(jìn)行密封設(shè)計(jì)，避免銅沫進(jìn)入止推滾子軸承，同時(shí)對回油口進(jìn)行設(shè)置，確保掉入的銅沫潤滑油能夠及時(shí)排出。

（3）壓下抬升速度。在壓下抬升過程中，由于速度緩慢，因而推斷可能是壓下電機(jī)的功率不足，因而校核壓下電機(jī)的功率[4]。壓下電機(jī)帶動蝸輪蝸桿減速機(jī)運(yùn)動，從而使螺絲旋轉(zhuǎn)，配合壓下螺母完成壓下抬升的動作。工作輥彎輥缸、支撐輥平衡缸的過平衡力，由壓下螺絲端部承擔(dān)，因此，在壓下螺絲的轉(zhuǎn)動過程中，需要對這種過平衡力帶來的摩擦靜力矩，以及啟動加速度帶來的動力矩進(jìn)行克服。在改進(jìn)過程中，采用公式Qbg=Qb-Gb計(jì)算上支承輥過平衡力，其中Qb為上支撐輥平衡力，Gb為上支撐輥平衡力平衡部件總重量；用公式Qwg=Qw-Gw計(jì)算上工作輥平衡力，其中Qw為上工作輥平衡力，Gw為上工作輥平衡力平衡部件總重量。根據(jù)設(shè)備各項(xiàng)已知參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，能夠得出Qbg=598kN，Qwg=874kN，所以，總平衡力為1472kN。設(shè)備電動機(jī)具有2.5倍的最大過載系數(shù)，在實(shí)際運(yùn)行中無法實(shí)現(xiàn)最大的輸出力矩。按照2.5倍電動機(jī)最大輸出力矩，機(jī)械壓下裝置的理論最大壓下速度也僅為每秒45毫米，最大抬升速度為每秒50毫米。經(jīng)過檢測，發(fā)現(xiàn)電器調(diào)試人員將電動機(jī)啟動力矩控制位1.7倍額定力矩。對此，進(jìn)行變頻檢測，允許電機(jī)過載達(dá)到2.5倍，就能夠?qū)合绿俣嚷膯栴}進(jìn)行解決。

4 結(jié)論

4300mm中厚板軋機(jī)是興澄特鋼日常生產(chǎn)中最為重要的機(jī)械設(shè)備之一，為鋼廠的產(chǎn)量提供了有力的保證。經(jīng)過分析發(fā)現(xiàn)興澄特鋼4300mm中厚板軋機(jī)的機(jī)械壓下裝置存在一定的問題，對此，結(jié)合其具體的結(jié)構(gòu)原理，分析了其中存在的問題，采取有效的措施進(jìn)行了改進(jìn)設(shè)計(jì)，使得裝置存在的問題基本得到解決，工作穩(wěn)定性進(jìn)一步提高，工作效率也大大增加。

參考文獻(xiàn)：

[1]熊濤，王世森，李德發(fā)，洪君，梁寶珠.基于人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的4300mm寬厚板精軋機(jī)軋制力矩預(yù)報(bào)的研究[J].熱加工工藝，2012（19）：124-126.

[2]陳軍平，李凡，叢津功，蘇萬濤，王曉強(qiáng)，王超.鞍鋼4300mm厚板線超快速冷卻系統(tǒng)的研發(fā)[J].鋼鐵研究學(xué)報(bào)，2011（S1）：6-10.

[3]劉永鋒，高新，趙春江，熊杰.軋機(jī)壓下螺母承載特性的有限元計(jì)算和分析[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造，2015（03）：225-228.

[4]柳希泉，袁小康，孟帥，王衛(wèi)芳.萊鋼4300mm寬厚板厚度控制及優(yōu)化[J].信息技術(shù)與信息化，2013（04）：64-67+71.

作者簡介：徐偉明（1974-），男，江蘇江陰人，技師，研究方向：材料成型與控制。