軋鋼設備設計階段管理與質量控制

牛群

摘 要：經過近十多年的探索和發展，我國已經建成了較為完備的現代化鋼鐵工業體系，實現了絕大多數鋼鐵生產設備的國產化制造。軋鋼設備是鋼鐵生產中最重要的組成部分，在其設計階段有一定的規律和特征，做好軋鋼設備設計階段的管理與質量控制對于確保設備制造的高效性和運行的可靠性有著極為重要的意義。輥系裝置是軋鋼設備的重要組成部分，同時也設備設計的核心環節。在軋制生產過程中，輥系的使用壽命和質量與材料、溫度和軋制力等參數緊密相關。設計輥系裝置時應充分考慮其設計特征，積極提高輥系裝置的強度和性能，這對提高整套設備的使用效率和可靠性起到至關重要的作用。

關鍵詞：軋鋼設備；設計階段；輥系裝置；振動

中圖分類號：TG333 文獻標志碼：A

0 前言

現今的鋼鐵生產都采用的是大規模批量生產工藝，軋鋼設備的質量和運行的穩定性直接影響著鋼鐵產品的生產質量和生產效率。隨著我國鋼鐵產品的產量和生產效率的相對提高，軋鋼設備作為生產環節中的重要一環，其所承受的負荷強度也越來越高，為提高軋鋼設備的使用效率和使用壽命，需要在設備設計的各個階段盡可能地對主要受力部件和易損部件進行結構優化，在做好軋鋼設備各部分結構優化的基礎上，還要做好軋鋼設備中的潤滑、振動等輔助功能的控制，提高設備的制造質量和使用效率。

1 做好軋鋼設備輥系裝置的結構優化

輥系裝置是一臺軋機設備的核心組件，在軋鋼設備輥系裝置的結構中原采用的是軋輥臺階與軸承內圈相接觸的固定方式，軸承的軸向鎖死采用的是軸承端蓋的固定方式，并在軸承端加裝了水封與防塵圈來防止水分等雜質的侵入。這一方式在實際的使用過程中的效果并不理想，其中所存在的問題主要是水封所采用的軋輥側面端面密封方式，端蓋到軋輥端部是裝配尺寸而不是加工尺寸，因此在實際的裝配過程中無法對密封進行良好的控制，致使在實際的使用過程中水封無法發揮其最佳密封效果，漏水現象頻發致使水分等雜質進入到軸承中致使軸承損壞。此外，使用軸承內圈與軋輥相接觸固定，為保證軋輥端面與軸承內圈進行良好的接觸，軋輥軸端臺階處需要采用角度較小的過渡圓角，而這一設計將使得軋輥臺階處的抗剪切能力變弱，在長期遭受到彎曲和扭轉應力的綜合作用下此處將變成易損處，在遭受到較大的外力時將會存在斷裂危險。

為提高軋鋼設備輥系裝置的使用壽命，在軋鋼設備輥系裝置的技術設計過程中需要對上述問題進行改進，通過在軋輥與軸承內圈之間加裝定位套，使用定位套來取代原先軸承內圈與軸肩的直接接觸固定。對于軸承外圈的固定仍采用軸承端蓋進行固定的固定方式，并在軸承端蓋上加裝水封以及雙J型軸封來做好輥系裝置軸承的防水、防塵，確保軋鋼設備輥系裝置的使用壽命。完成對于軋鋼設備輥系裝置的結構優化后，軋鋼設備輥系裝置的使用壽命得到了極大的延長，通過使用定位套取代軸承內圈與定位軸肩的直接連接，使得軸承內圈結合部位軋輥的過渡更為平滑，從而消除了軋輥上的應力集中，使得軋輥的抗彎曲、抗剪切能力都大為提升。此外，將軸肩處的過渡圓角加大為斜面圓弧過渡的過渡方式也使得軋輥的強度得到了一定程度的提升。同時在軋輥軸承端蓋處加裝J型密封，使得軋鋼設備輥系裝置的防水、防塵能力都得到較大的提升，避免冷卻水滲入到軋鋼設備輥系裝置中影響軋鋼設備輥系裝置的使用壽命。在軋鋼設備輥系裝置的設計過程中，使用Solidworks軟件對輥系裝置進行建模分析，并結合分析的結果對軋鋼設備輥系裝置進行結構優化，提高輥系裝置的使用壽命。在完成了對于軋鋼設備輥系裝置的結構優化后有效地解決了軋鋼設備輥系裝置中所存在的密封不良問題，通過對軋鋼設備輥系裝置進行潤滑優化將使得軋鋼設備輥系裝置的使用壽命和使用效率得到了極大的提升。

2 做好軋鋼設備機械振動的優化

軋鋼設備的機械振動是影響軋鋼設備使用的一項難題，造成軋鋼設備機械振動的原因眾多，需要結合軋鋼設備機械振動的現象并通過專業化的故障診斷標準對軋鋼設備機械振動進行指標判斷，通過對所測得的軋鋼設備機械振動數據與正常工作下的軋鋼設備的運行數據進行對比用以判斷軋鋼設備機械振動的故障點，并在軋鋼設備技術設計過程中對其進行優化。

在軋鋼設備運行的過程中軋鋼設備機械振動的發生點多發生于軸承與齒輪連接的部分，而做好軋鋼設備機械振動數據的采集是做好軋鋼設備機械結構設計優化的關鍵。在軋鋼設備機械振動的信號采集過程中需要在常規頻譜的基礎上對軋鋼設備機械振動的相關數據進行有效的分析與計算，從而對軋鋼設備機械振動進行詳細的分析。在對所采集到的軋鋼設備機械振動頻譜進行良好的時域分析的基礎上分析軋鋼設備機械振動的原因。此外，在軋鋼設備機械振動頻譜的分析上容易受到齒輪嚙合過程中所產生振動頻率的影響，需要做好軋鋼設備機械振動頻率的分析，并在此基礎上做好軋鋼設備機械振動的分析。

做好軋鋼設備機械振動原因分析需要對軋鋼設備機械振動進行大量的數據采集，由于設備在運行過程中機械轉速較低，在數據采集的過程中需要將機械振動數據采集長度控制在2048以內。在對機械振動數據進行多樣性的采集后，對所采集到的動態數據進行分析。現今所采用的數據分析多采用的是在線測試的方式，為實現良好的測試分析結果，需要在測試部分加裝具備特定功能的傳感器，用以增強振動數據的采集敏感度。由于在軸承部位采集數據較為困難，且在實際的測量過程中所使用加速度傳感器采集機械振動數據的效果并不理想。為避免其他頻率對軋鋼設備機械振動數據產生影響，在傳感器的選擇上可以使用位移傳感器來取代加速度傳感器，從而確保軋鋼設備機械振動數據測量的準確性。軋鋼設備機械設備在使用的過程中由于受到各種內外力作用因素的影響，將使得設備各部分在使用過程中會產生不同程度的磨損，通過對機械振動進行良好的測量與分析能夠對軋鋼設備中的易磨損處進行精確掌握，并在此基礎上通過對磨損較大處進行機械結構優化，用以提高設備的使用壽命。此外，在設備方案設計過程中，除了需要注意軋鋼設備能夠滿足軋鋼設備的使用需求外，還需要注意做好軋鋼設備機械結構的簡化與優化，提高軋鋼設備的使用壽命和使用效率。軋鋼設備的易維修性也是設計階段初期需要考慮的一個重要問題，在設備的使用過程中，對于一些易損壞的區域，需要做好機械優化或補強，降低設備發生損壞風險的同時提高設備的可維護性，以便能夠在機械故障發生時快速完成故障部件的修復或更換，避免設備計劃外停機，快速恢復設備的使用，提高設備的使用效率。

結語

軋鋼設備是鋼鐵生產中的重要設備，軋鋼設備質量的好壞同時也是鋼鐵生產質量的重要保證。為提高軋鋼設備的使用壽命和使用效率，在方案設計、技術設計到施工設計階段需要充分考慮各部件的設計規律和特征，對特定機械結構進行充分的優化，用以消除設備在使用過程中可能存在的隱患。此外，在設備的設計過程中還需要注意做好軋鋼設備機械潤滑等輔助設置的優化，通過良好的潤滑減少機械部件之間的磨損，提高軋鋼設備的使用壽命。設計過程中還需要從設備使用的人力、時間和成本費用角度對設備的易維修性進行考量，在提高軋鋼設備使用效率的同時降低運行成本。

參考文獻

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