熱軋分廠粗軋機工作輥輥系軸竄分析和解決措施

張祥

摘要：本文對八鋼熱軋廠粗軋機軋制中間坯工作輥系軸竄現(xiàn)象進(jìn)行分析研究，提出解決方案。

關(guān)鍵詞：粗軋機;工作輥系;軸向竄動

1. 前言

八鋼1750mm熱軋生產(chǎn)線配置的粗軋機是一臺四輥可逆式粗軋機，工作輥規(guī)格為φ1200/φ1100×1780，軋制速度為0～2.15～5.3 m/s，其主要作用就是將坯料厚度通過5-7道次的往復(fù)軋制，從220mm軋制成厚度為30～50mm的中間坯。粗軋機在生產(chǎn)過程中，由于工作輥輥系軸向異常竄動，造成軋制側(cè)彎和工作輥鎖緊板螺栓斷裂，主電機推力瓦、碳刷磨損，軸瓦溫升、潤滑站油液發(fā)黑污染，嚴(yán)重影響了軋制質(zhì)量和設(shè)備狀態(tài)。本文通過對粗軋機工作輥輥系軸向竄動現(xiàn)象進(jìn)行分析，找出原因，制定改進(jìn)措施并檢修實施，以達(dá)到最終改善的目的。

2. 工作輥輥系軸向竄動現(xiàn)象

檢測粗軋機下電機軋鋼時段轉(zhuǎn)子軸竄量（百分表架在剛性支架上，表頭打在下電機自由端編碼器端面），軋鋼前，表針清零（存在±0.03mm的擺動）。經(jīng)過一道次--五道次咬鋼，分別詳細(xì)記錄百分表數(shù)值發(fā)現(xiàn)：當(dāng)奇數(shù)道次軋制時，下工作輥向東竄動;偶數(shù)道次軋制時，下工作輥向西竄動。最大竄動量達(dá)到2.90mm。

檢測粗軋機操作側(cè)下工作輥軋鋼時段工況（百分表架在機架牌坊側(cè)面上，表頭打在下工作輥軸承座端面）：未咬鋼時，下工作輥存在約5mm的軸竄現(xiàn)象;下工作輥在奇道次軋鋼中，存在5～10mm的東竄現(xiàn)象;下工作輥在偶道次軋鋼中，存在10～20mm的西竄現(xiàn)象。定修檢查發(fā)現(xiàn)粗軋機下電機推力軸承座操作側(cè)推力瓦研傷，磨損達(dá)0.3mm（塞尺檢測為3.10mm，初始間隙為2.80mm）。

3. 原因分析

粗軋機是一臺四輥可逆式粗軋機，只有當(dāng)輥系軸線傾斜或交叉時，才會出現(xiàn)軸向竄動。表現(xiàn)為在往復(fù)軋制時，主電機通過萬向接軸聯(lián)接工作輥，出現(xiàn)奇道次和偶道次竄動方向相反的特點。

3.1粗軋機下電機可能存在定子位移，導(dǎo)致電機定轉(zhuǎn)子磁力中心線產(chǎn)生變化，造成電機上電建磁后轉(zhuǎn)子偏置，推力瓦偏磨。

利用定修，對粗軋機下電機定轉(zhuǎn)子氣隙、磁中實施檢測，結(jié)果與主電機初裝時記錄比對無異常。該原因排除。

3.2粗軋機接軸平衡裝置萬向接軸徑向偏擺量超標(biāo)。

檢測粗軋機接軸平衡裝置徑向偏擺量（軋機未擺位，低速轉(zhuǎn)車）：反向轉(zhuǎn)車徑向偏擺量為0.85mm;正向轉(zhuǎn)車徑向偏擺量為0.95mm。主傳動萬向接軸安裝投產(chǎn)運行至今，接軸體轉(zhuǎn)動撓曲徑向偏擺量增大約0.20mm（安裝初期檢測為0.75mm，二重設(shè)計院書面確認(rèn)正常）。該原因排除。

3.3粗軋機支撐輥、工作輥輥系軸向鎖緊板間隙超標(biāo)。

檢測粗軋機支撐輥、工作輥輥系更換后的軸向鎖緊板間隙無異常，滿足標(biāo)準(zhǔn)間隙值（0.9mm～1.6mm）。該原因排除。

檢查粗軋機操作側(cè)下工作輥軋鋼時段工況：下工作輥在各道次咬鋼后，存在下部支撐彈性變形下壓現(xiàn)象;在各道次拋鋼后，下工作輥彈性變形消失，回彈復(fù)位。彈性變形量初測為1.85mm左右（熱軋廠生產(chǎn)工藝人員確認(rèn)：在2000t軋制力下，輥縫存在約4mm的正常彈變）。

檢查粗軋機下電機推力軸承座箱體軋鋼時段工況：軸承座箱體立壁在奇道次咬拋鋼后，存在0.01mm變形現(xiàn)象;在偶道次咬拋鋼后，存在0.01mm變形現(xiàn)象。

3.4粗軋機支承輥牌坊窗口滑板磨損超標(biāo)，工作輥平衡缸缸體滑板磨損超標(biāo)，造成輥系軸線傾斜或交叉。粗軋機標(biāo)高調(diào)整裝置階梯墊磨損，下支承輥、下工作輥水平度超差，產(chǎn)生軸向分力。

對粗軋工作輥軸線尺寸做測量記錄。在粗軋機牌坊上支承輥滑板操作側(cè)、傳動側(cè)拉線，中間通過測量拉一條鋼絲中線（即上支承輥中心線）。分別在傳操兩側(cè)吊線墜，使用內(nèi)徑千分尺檢測上下工作輥軸線開檔尺寸。

測量尺寸見下表：

初步分析：操作側(cè)上工作輥偏入口2mm，下輥偏入口3～3.5mm;? 傳動側(cè)上工作輥偏出口0.5～1.5mm，下輥偏出口1.5～2.2mm。根據(jù)該表檢測結(jié)果，判斷上下工作輥軸線相對牌坊傳動中心線存在偏斜現(xiàn)象，出現(xiàn)了交夾角。由此確定了要因。

參考應(yīng)用摩擦學(xué)預(yù)位移理論公式

Fb=0.38f P [ 4K/（1+K2）2+2K/（1+K2）+arcos（1-K2）/（1+K2）]

式中：f——輥間摩擦系數(shù);根據(jù)經(jīng)驗選為0.4時計算數(shù)據(jù)與實測數(shù)據(jù)最為接近;

K——系數(shù)，K=1-（Lθ/2M）2;

L——工作輥與支撐輥接觸區(qū)長度，1750mm;

M—工作輥與支撐輥接觸區(qū)半寬處的極限預(yù)位移，且有M= B（L/2）;

V—為軋輥形貌系數(shù);

θ—為軋輥之間的交叉角0.2°;

將數(shù)據(jù)帶入后得到：在θ<1°時，F(xiàn)b≈0.1P。按照檢測結(jié)果和粗軋機實際軋制力20000KN計算（設(shè)計最大軋制力為42000KN），輥系因出現(xiàn)夾角產(chǎn)生的軸向推力達(dá)2000KN。如此之大的軸向推力是造成粗軋機鎖緊板螺栓頻繁斷裂及下電機推力軸承座操作側(cè)推力瓦研傷設(shè)備隱患的直接原因。

4. 制定措施

4.1、檢修時對粗軋機傳動側(cè)出口端缸體下滑板加背墊1mm;對操作側(cè)入口端缸體上、下滑板各加背墊1mm、2mm。檢修更換粗軋機下支承輥牌坊窗口磨損超標(biāo)滑板。整張墊片為不銹鋼材質(zhì)，避免銹蝕損壞。檢查牌坊滑板間干油管路，確保潤滑良好。更換磨損滑板及加墊，恢復(fù)機架間公稱尺寸，避免輥系軸線交叉。

4.2、檢修更換粗軋機標(biāo)高調(diào)整裝置一二級階梯墊兩套。定期檢測階梯墊磨損狀況，磨損超標(biāo)及時更換，保證下支承輥水平度，避免產(chǎn)生軸向分力。

4.3、檢修對粗軋機下電機止推軸承箱開蓋，更換磨損推力瓦，檢查推力瓦油路，檢測實際推力間隙，檢測轉(zhuǎn)子水平度，恢復(fù)主電機設(shè)計推力間隙。

4.4、粗軋機更換工作輥四套新鎖緊板，調(diào)整鎖緊板間隙至標(biāo)準(zhǔn)間隙值（0.9mm～1.6mm）。

5. 結(jié)束語

通過以上措施，粗軋機工作輥輥系軸向竄動和生產(chǎn)工藝軋制中間坯側(cè)彎問題得到有效控制，至今無因工作輥軸竄造成的設(shè)備事故。另外，粗軋機牌坊機架間輥系滑板的干油潤滑要保證充分，避免滑板過渡磨損;定期檢測機架間滑板尺寸，出現(xiàn)磨損超差及時更換，使輥系滑板和機架滑板的間隙控制在公稱要求范圍。做好設(shè)備精度管理工作，就能夠完全解決粗軋機輥系軸竄的設(shè)備隱患。