WALDRICH SIEGEN軋輥磨床精度修復及使用效果分析

張毅勃

(河鋼股份有限公司唐山分公司一鋼軋廠，河北 唐山 063016)

唐鋼1810熱軋線12878磨床為德國WALDRICH SIEGEN生產，主要承擔F1-F5精軋機工作輥的帶箱磨削，磨削直徑范圍為φ435～φ1400，最大磨削重量25噸。該磨床采用CNC控制系統，可磨削不同輥型及硬度軋輥，帶箱及不帶箱兩種磨削方式可切換，是一種高效、高精度等級的軋輥磨床，尤其適用于薄板坯連鑄連軋軋輥的磨削。

1 12878軋輥磨床主要參數及功能介紹

1.1 主要技術參數（見表1）

表1 磨床主要參數表

1.2 坐標系及測量檢測系統的主要功能

機器正常時，主進給的運動方向和測量裝置的驅動都依據坐標系。這些規定用于在CNC編程中能有效的劃分各種驅動的位置或速度的實際值和計算值。

（1）進給坐標。Z-軸：磨削拖板在縱向的移動方向是Z-軸，一個線性傳送器用于Z軸。

X-軸：是磨削拖板的上部進給時的運動方向。為了能磨削不同直徑的軋輥，進給距離相對較長（接近900mm），U-軸：U軸是砂輪的精進給，U軸方向的進給運動不是通過移動上滑板實現，而是通過移動與拖板有關的砂輪軸實現，一個獨立的伺服驅動來滿足此目的，它通過一個杠桿引起砂輪軸的偏心移動。一個旋轉編碼器用于U軸。

（2）擺動軸。B-軸：是托板的擺動運動，因此擺動點直接在砂輪之下。擺動運動使所有的砂輪寬度均可用于磨削。一個伺服驅動來滿足此目的，擺動運動由連接到CNC的測量探頭探測。

（3）進給坐標的干擾。在進行曲線磨削時，砂輪的位置變化總與托板在Z軸上的位置有關。此功能由CNC調整。所有進給坐標均可在一個閉合環路操作。在X向和U向的進給運動是可以疊加的。為實現曲線磨削，U軸應用時有更高的精度。因為U軸行程對錐形磨削不在無效，在X軸的進給自動實現。

（4）旋轉坐標。C-軸：是工件軸，為速度控制式，為測量旋轉速度。C1-軸：是磨削軸，磨削主軸為速控式，以保持切削速度恒定，并連接著一個旋轉編碼器。

（5）軸的測。X1-軸：是外部測量臂（探頭T1）的運動方向。測量臂通過電機用包括一個線性傳感器的測量棒實現運動。測量棒的行程在兩端由機械極限開關限定。

1.3 測量系統

磨床安裝獨立的裂紋探測器，此裝置可以檢查軋輥表面的損壞或裂紋。

2 磨床使用中存在的問題

該磨床自2003年投產使用，僅在2010年進行了一次項修，重點對床頭箱主軸，中心支座及托架精度進行檢測及修復，運行6年后，磨削后的軋輥圓度及凸度都存在不同問題。軋輥在軋線使用后主要體現在板帶厚度不均，尤其是在精軋機下游機架，軋制過程經常出現跑偏及邊浪，軋制穩定性極差，易造成堆鋼事故。另外從軋機階梯剛度測試看，同一架軋機采用同一套工作輥裝配，按設定輥型多次磨削后，不同日期進行軋機階梯剛度測試，每次測試結果都不同，且剛度分叉嚴重。軋機階梯剛度測試，反映軋機總體精度及軋制穩定性，期間對軋機本體水平系、垂直系精度及液壓系統進行排查，全部符合精度控制要求，最后將影響軋制穩定性及板型控制問題鎖定在軋輥磨削精度上，現場檢查12878磨床床身導軌狀態，發現導軌靜壓系統壓力低，導軌磨損嚴重，最終決定對該磨床進行大修恢復精度。重點恢復磨床導軌及大拖板精度。

3 磨床精度恢復

3.1 現場解體后設備狀況

（1）床身平導軌局部磨損，與之配合的大拖板平導軌部分磨損嚴重。從測試深度看床身導軌局部磨損深度約0．5～0．8mm,大拖板平面局部磨損嚴重，深度達1mm以上，該配合面的修復是大修重點。

（2）對坐標系、中心支座及測量系統的檢測，符合設備安裝及測試要求。

3.2 床身磨損修復方法

磨床床身采用導軌磨磨削修復方式，在保證床身淬硬層的前提下，采取最小磨量加工，確保機床床身使用硬度及再次修復的修磨量。本次大修共將拉傷的表面加工掉0．8毫米。磨損的拖板導軌采用活化填充聚四氟乙烯材料修復，除修復自身磨損1．2毫米外，另將床身導軌最終0．8毫米修復量進行補償，恢復機床原始安裝尺寸高度。

3.3 拖板導軌修復過程

首先將托板磨損層進行機加工，加工后用汽油或丙酮清洗表面，然后準備粘結活化填充聚四氟乙烯材料（以下簡稱F4）。

（1）選擇F4厚度和配膠。F4的厚度選擇根據床身導軌及托板加工及磨損量之和進行選擇，同時考慮膠厚度及刮研量，最終將厚度為2．2毫米，粘結時F4的涂膠面先用丙酮清洗后再涂膠。粘結劑為J-2021雙組分導軌膠，按1：1比例配制，攪拌均勻即可使用。

（2）粘接、固化及配研。粘接時，將配好的粘接劑均勻地涂在粘接的導軌面上和F4面上，厚度為0．1mm。由于磨床導軌副屬于付配型，可直接付扣，付扣前在床身導軌面上鋪一層薄油紙，以防止擠壓出的膠上、下粘死。對于常規固化時間夏、秋季固化2天，由于是在冬季施工，固化時間為2天。固化后為滿足磨床精度要求，采用床身導軌與托板修復后的F4材料著色驗接觸面積，以保證床身配合面總體接觸面積在90%以上，同時保證每平方英寸接觸點,最后按原設計開油槽。

（3）采用該方法的優點。采用該修復工藝的主要思路是考慮聚四氟乙烯與金屬材料相對滑動時，具有低而穩定的摩擦系數，保護了床身導軌，以便于以后出現問題僅修復托板床身，避免多次對床身導軌修磨，既簡便了修復工藝，又縮短了大修工期。

3.4 磨床各導軌副調整及數據

（1）拖板床身V形導軌（導軌ⅠⅡ）的直線度調整及數據見表2。在拖板床身V形導軌上放置專用檢具，將光學準直儀安裝在V形導軌一端，并將光學反射鏡固定在V形檢具上，移動檢具，每移動檢具長度記錄一次數據，按直線度計算方法算出導軌的誤差值，根據誤差值調整直線度。

（2）工件床身導軌對拖板床身導軌的平行度調整，在垂直及水平面內，在拖板床身上放置專用檢具和固定指示器，使指示器測頭分別垂直觸及置于工件床身導軌上的專用檢具表面，等距離移動檢具檢驗并調整。

（3）經測量拖板床身平導軌對V形導軌的平行度及工件床身平導軌在垂直截面內的直線度誤差等導軌副符合精度要求。

表2 拖板床身V形導軌的直線度調整數據

表3 床身導軌對拖板床身導軌的平行度

4 修復效果

從軋輥磨削輥型曲線圖看，帶負凸度的輥型基本與設定輥型曲線相同，另外通過軋機剛度測試，同套輥在F2軋機的剛度偏差也得到了改善，在整體剛度有所提升的同時，剛度分叉問題得到了解決。

5 結語

大修后磨床恢復出廠精度要求，不僅磨輥凸度符合設計要求，軋輥輥型的改善更從熱軋線生產上得到了驗證，解決了軋機剛度差及板型等問題。