拉矯機輥盒的設計制造及安裝

余鵬 田文罕 李海濤

【摘 ?要】拉伸彎曲矯直機（下稱拉矯機），用于消除卷板帶材的雙邊波浪、單邊波浪、中間波浪、兩肋波浪、翹曲及瓢曲和潛在板形不良等三維板形缺陷，作為冶金行業(yè)精整線上重要的組成設備之一，拉矯機輥盒的結構、輥系的布置形式、支撐輥的選型、輥盒的檢修維護方法等，是影響拉矯后板型的重要影響因素。

【關鍵詞】拉矯機;拉伸彎曲矯直機;彎曲輥系;輥盒維護檢修

近年來，隨著冶金行業(yè)的迅速發(fā)展，拉矯機的制造廠家也越來越多，拉矯機的結構也越來越多元化，但是輥盒作為拉矯機的核心部件，輥盒的結構、輥系的布置形式、支撐輥的選型、輥盒的檢修維護方法等，是拉矯機設計中必須要著重考慮的因素。輥盒的設計不僅要滿足拉矯的主要功能，還要考慮整線工藝參數(shù)對輥盒進行綜合考慮。下面我們以實例對拉矯機彎曲輥盒的結構組成及維修方法進行說明。

1整線工藝參數(shù)

鋼卷種類：CQ、DQ、DDQ;原料厚度：0.15～1.0mm;原料寬度：800～1250mm;屈服強度：160MPa≤σs≤380MPa;設計工作速度：Max.240m/min。

2輥盒的設計

如圖一所示，輥盒采用經(jīng)典箱式三重輥系結構，輥系由一根工作輥、兩根中間輥、三組支撐輥組成，呈金字塔結構布置。

2.1輥架

輥架橫截面采用箱式焊接結構，剛性好，抗彎變形能力強。支撐輥固定架焊接在輥架頂面，因為其直接承受支撐輥傳遞的壓應力，所以輥架的實效形式一般表現(xiàn)為支撐輥固定架壓潰、變形、嚴重磨損等。所以應提高支撐輥固定架強度來延長輥架使用壽命。

這里我們選擇40Cr鍛件調質后焊接在輥架上，然后將粗加工過的輥架固定在龍門銑機床上，將三組支撐輥固定架的V形安裝面一次加工而成，保證V形面的一致性。為了降低裝配后的累積誤差，V形面誤差應控制在0.01mm以內。

2.2支撐輥

拉矯機工作輥一般是細長輥，在工作中必須要對工作輥軸向方向進行均布支撐，抵抗工作輥彎曲變形。圖一中，三組（每組六個）支撐輥就是對工作輥的基礎支撐，支撐輥結構類似于多列滾動體組合軸承，一般由安裝軸、輥套、滾動體組件、密封件等組成。

隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，支撐輥的種類也越來越多，設計者在支撐輥選型時，應注意以下幾點：

1）低速重載的工況，應選擇滿裝滾子（即不含保持架）承受徑向載荷結構的支撐輥，這樣可以精簡輥盒整體結構;

2）高速輕載的工況，應選擇帶保持架結構支撐輥，并考慮高速運轉密封可靠性;

3）單邊浪嚴重等原因造成支撐輥承受較大軸向力時，應選用內部含推力軸承結構的支撐輥;

4）支撐輥應分組安裝，每組支撐輥的安裝尺寸H值[1]應控制在0.005-0.01mm以內;

支撐輥在輥盒縱向上的布置，要保證第一個支撐輥的左端和最后一個支撐輥的右端距離L1，接近被拉矯板帶的最寬板寬Bmax。

2.3工作輥

拉矯機工作輥的直徑按公式計算出來的數(shù)值只是一個參考范圍，原則上輥徑越小越好，但是輥徑越小，輥子及輥端支撐壽命越短[2]。通常設備廠家根據(jù)經(jīng)驗積累，會以板帶參數(shù)制定相應的輥徑選擇表，在滿足拉矯需求的同時，提高工作輥使用壽命。

一般情況下，工作輥的長度L2≈Bmax+200mm。

工作輥材質一般選用GCr15、9Cr2Mo等軋制圓鋼。成品工作輥輥身表面硬度HRC63-65，淬火深度3-5mm。工作輥表面粗糙度Ra0.2，圓柱度和圓度保證在0.01mm以內。

2.4中間輥

拉矯機彎曲工作輥與支撐輥之間一般會增設中間輥，避免工作時，相鄰兩支撐輥輥套棱邊對工作輥造成壓痕，反饋到板帶上，形成輥印缺陷。

中間輥的長度L3，一般情況下應滿足L1≤L3≤L2。

中間輥的材質、加工工藝、裝配要求與工作輥相似，但是輥身硬度一般略低于工作輥硬度為HRC62-63。

2.5輥端支撐、輥端支撐套及輥子固定架

輥端支撐和支撐套是工作輥和中間輥兩端的支撐零件，通過輥子固定架固定在輥架上，如圖二所示：

輥端支撐一端與輥子連接，另一端被輥端支撐套包攏，輥端支撐和輥端支撐套在安裝時，軸向和徑向都應留有間隙。并且在輥端支撐端部球面位置，輥端支撐套內部鑲嵌有硬質合金片或陶瓷片。

輥端支撐主要失效形式為燒死、斷裂，造成這種現(xiàn)象的原因有：轉速高，溫升快，潤滑不良;輥端支撐套安裝間隙不合適;板帶單側板型差，造成工作輥軸向力偏大;輥端支撐密封失效，造成內部軸承早起磨損;輥端支撐強度不夠等。

輥子固定架在設計時，應考慮輥子修磨后通用性，例如φ28的工作輥，使用一段時間后，直徑修磨到φ27，此時固定架要能與修磨后工作輥匹配。另外工作輥固定架結構設計要考慮裝拆可操作性，盡量滿足操作人員能在操作側進行機上換輥的功能。

3輥盒的裝配

由于輥盒屬于的金字塔疊加結構，特別是底層的支撐輥數(shù)量多，除了正確的安裝流程外，對安裝人員的裝配經(jīng)驗也有一定要求。具體安裝步驟如下：

1）將輥端支撐涂上螺紋膠裝在工作輥和支撐輥上;

2）將三組支撐輥按組裝配在輥架上，然后把兩個中間輥自然疊放于支撐輥上;

3）用0.02mm塞尺檢查各支撐輥與中間輥間隙，每個支撐輥2/3的輥面與中間輥之間，塞尺不通過方為合格，否則應拆卸支撐輥做相應調整后，重復第（2）步;

4）對中間輥施加一定的壓力，推動中間輥，檢查各輥子的轉動靈活性;

5）將工作輥疊放于兩個中間輥之上，對工作輥施加一定的壓力，推動工作輥，檢查各輥子的轉動靈活性;

6）安裝輥端支撐套、輥子固定架，保證輥端支撐留有合適間隙;

7）安裝輥盒其它附件。

4 輥盒的維護和保養(yǎng)

拉矯機輥盒在使用時，應注意以下幾點：

1）定期清理輥盒積灰，檢查輥子表面光潔度，清洗輥子上積灰;

2）工作時出現(xiàn)異響、震動時，應及時停機查看;

3）支撐輥磨損后，必須對支撐輥進行按組更換，避免支撐輥安裝后受力不均;

4）條件允許的情況下，定時對板帶上下表面噴涂清洗劑，提高工作輥使用壽命。

5結語

隨著市場多元化的需求，用戶對拉矯機功能要求也越來越高，薄厚板、寬窄板的通用性越來越頻繁的被業(yè)主們提出，特別是高速線上的拉矯機，我們在考慮輥盒剛性的同時，一定要注意窄而薄的板帶拉矯時，是否會有打滑的現(xiàn)象發(fā)生。對于超過2.5m的寬幅拉矯機，各輥累計在一起的啟動力矩是不容小覷的，如何降低啟動力矩，是寬幅拉矯機輥盒首要考慮的問題。

參考文獻：

[1]朱晉英《多輥軋機背襯軸承和工藝潤滑系統(tǒng)分析》[J]冶金設備2014，（216），138-139;

[2]陳龍官 黃偉《冷軋薄鋼板精整生產(chǎn)技術》北京冶金工業(yè)出版社，2009.3;

作者簡介：

余鵬，男，出生日期1990年，籍貫湖北省襄陽市，助理工程師，機械設計制造及自動化本科畢業(yè)。

（作者單位：襄陽宇清傳動科技有限公司）