航空管道矯直機(jī)送料系統(tǒng)設(shè)計(jì)帶CAD圖
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矯直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)改造戴德文 郭維筠 王振華(熱軋部)(設(shè)備部) 摘要 矯直是軋制過(guò)程中的一道必不可少的工序,傳統(tǒng)的兩端軸承支撐的矯直機(jī)支承輥存在著密封性差、 軸承損壞頻繁與維修成本高等問(wèn)題。將支承輥改為整體軸承單元,從而大大提高了支承輥的使用壽命,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞 矯直機(jī) 支承輥 軸承 改造Structural Reformation of a Levelers Backup RollDai Dewen( Hot Rolling Department)Guo WeijunWang Zhenhua( Equipment Department)ABSTRACTLeveling is an important procedure in rolling process. There exist the problems ofworse sealing ,frequent damaging and high maintenance cost in the conventional leveler backup roll sup2ported by two2end bearing.Both the life2span of backup roll and its economic benefit are greatly increasedby transforming the backup roll into integral bearing unit.Key WordsLevelerBackup rollBearingReformation1 前言軋件在軋制、 熱處理、 冷卻及運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的缺陷,在冶金加工廠中常用矯直機(jī)加以糾正。矯直在冷軋、 熱軋等軋制過(guò)程中已成為一道必不可少的工藝。矯直機(jī)除能糾正軋件的型位缺陷以外,還有破鱗、 抗皺和改善軋件產(chǎn)品機(jī)械性能的作用。隨著用戶對(duì)軋件,特別是對(duì)冷軋板、 熱軋板的品質(zhì)要求越來(lái)越高,就如何提高矯直機(jī)本身的機(jī)械性能、 加工精度及延長(zhǎng)維修周期、 降低生產(chǎn)成本也成為冶金機(jī)械研究的內(nèi)容。2 矯直機(jī)支承輥的結(jié)構(gòu)以熱軋矯直機(jī)為例,其支承輥由多輥組合,支承輥上下兩兩與工作輥交錯(cuò)排列,熱軋板則在兩排工作輥間通過(guò),其在縱向和橫向得到矯正。為戴德文 工程師 1964年生 1985年畢業(yè)于吉林電氣?？茖W(xué)?，F(xiàn)從事軋鋼設(shè)備專業(yè) 電話 26645779 郵編 201941了保證矯直質(zhì)量,矯直機(jī)的工作輥均采用直徑較小,容易彎曲的單一直輥形,而支承輥則采用可單體調(diào)節(jié)的軸向分段形式,以控制工作輥的彎曲撓度。以寶鋼2050熱軋薄板橫切線NO12精矯機(jī)為例,支承輥和工作輥的安置見(jiàn)圖1所示。上、 下支承輥基本結(jié)構(gòu)相同,均采用輥頸軸承雙支承結(jié)構(gòu)(見(jiàn)圖2)。下支承輥考慮在矯直過(guò)程中便于去除氧化鐵粉等雜質(zhì)的因素,工作表面呈螺旋槽,并在安裝時(shí),同組內(nèi)及組與組之間,左右前后均以交錯(cuò)螺旋方向配置。3 原精矯機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)的缺陷(1)軸承承載能力較弱,使用壽命較短原精矯機(jī)支承輥采用雙軸頸支承,軸承安裝部位受到限制,軸承承載能力不能完全滿足矯直機(jī)的要求。以NO12矯直機(jī)為例,軸頸支承軸承型號(hào):25 寶 鋼 技 術(shù) 2000年第2期 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/圖1 支承輥和工作輥安裝示意圖Fig.1Diagrammatic sketch of installingbackup roll and working roll圖2 原支承輥結(jié)構(gòu)圖Fig.2Structural diagram of original backup rollSL185007雙列圓柱滾子軸承;外形尺寸:356236 mm;軸承承載能力:額定動(dòng)載荷容量:C= 86 730 N ,額定靜載荷容量:CO= 111 220 N。根據(jù)軋制原理,矯直機(jī)上第三根工作輥的壓力最大。Pmax=P3= 8Sew/ t式中 S 矯直鋼板的屈服強(qiáng)度,MPa ,優(yōu)質(zhì)碳素鋼:S= 500 MPa ;t 矯直機(jī)的輥距(73 mm) ;e=s/ w 軋件斷面形狀系數(shù);其中s 軋件塑性斷面系數(shù), s=bh2/4;w 軋件彈性斷面系數(shù), w=bh2/6; b 矯直鋼板的橫斷面寬度(1 850 mm) ;h 矯直鋼板的厚度(3 mm)。則 Pmax=P3= 228 080 N根據(jù)上面公式分析下支承輥每組7根及工作輥與支承輥的接觸受力,最大支承輥 所承受的徑向力為:P= 30 710 N;軸承使用壽命為:L=( C/ P)=(86 730/30 710)10/3= 31183(百萬(wàn)轉(zhuǎn))式中 按滾子軸承取值為10/31。NO12最大軋制線速度: 140 m/ min (619 r/min) ,軸承每天工作8小時(shí),使用壽命為107天。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)幾年統(tǒng)計(jì),支承輥軸承基本為每34月更換一次。(2)軸承密封性差,潤(rùn)滑條件不足由于軸承安裝在輥頸部位,輥頸又小于輥身直徑,因此,軸承在工作中受外界氧化物的侵入可能性較大,再加上采用集中給脂的潤(rùn)滑方法,潤(rùn)滑脂很難進(jìn)入軸承內(nèi)部,從現(xiàn)場(chǎng)維修工作中發(fā)現(xiàn),極大部分軸承的損壞均屬氧化物入侵,堵塞軸承的正常運(yùn)行。(3)支承輥運(yùn)動(dòng)精度差雙支承形式的支承輥的運(yùn)動(dòng)精度由二部份組成:Ki=Kia+Kib式中 Kia 軸承內(nèi)套圈的徑向跳動(dòng),主要包括:Kia1(軸承內(nèi)套圈的周向壁厚誤差) ,Kia2(軸承游隙差) ,Kia3(軸承滾子徑向累積誤差) ;Kib 支承輥的徑向跳動(dòng),主要包括:Kib1(支承部位的同軸度誤差) ,Kib2(支承輥的周向累積誤差)。4 新型矯直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)根據(jù)對(duì)原矯直機(jī)支承結(jié)構(gòu)的分析及幾年來(lái)的實(shí)際使用中存在的問(wèn)題,先后對(duì)2050熱軋線NO11、NO12矯直機(jī)支承輥進(jìn)行改造,特別是NO12在吸取NO11的基礎(chǔ)上作了近一步的更新。新型矯直機(jī)支承輥的結(jié)構(gòu)將原有的輥頸支承改為固定支承的滾動(dòng)軸承單元(見(jiàn)圖3)。5 新型矯直機(jī)支承輥的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn)511 提高了支承輥的承載能力以NO12矯直機(jī)支承輥為例,將傳統(tǒng)的雙支承結(jié)構(gòu)改為滾筒型結(jié)構(gòu),支承輥?zhàn)鳛橐粋€(gè)滾動(dòng)軸承單元,即支承輥輥芯作為軸承的內(nèi)套,支承輥的輥體作為軸承的外套,在輥芯和輥筒間安裝滾動(dòng)體,支承輥的兩端直接由墻板固定。35 戴德文等 矯直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)改造 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/圖3 新型支承輥結(jié)構(gòu)圖Fig.3Structural diagram of new type backup roll1 蓋板;2 鍵;3 墻板;4 擋圈;5 密封圈;6 滾子;7 外套;8 隔圈;9 孔用擋圈;10 軸支承輥的承載能力為2:C=fc(iLeffcos)7/9Z3/4Da29/ 27式中 fc 滾動(dòng)體直徑與節(jié)圓直徑之比的滾子修正系數(shù),取:fc= 8711 ;i 滾動(dòng)體列數(shù), i= 9;Leff 滾動(dòng)體的有效長(zhǎng)度,12 mm;d 接觸角= 0;Z 列滾動(dòng)體的個(gè)數(shù), Z= 24;Da 滾動(dòng)體直徑,Da= 6 mm;則 C= 248 650 N ,與原結(jié)構(gòu)軸承的承載能力相比,為原來(lái)的11461倍。軸承使用壽命提高了(11461)10/ 331541倍以每天8小時(shí)工作,則預(yù)計(jì)新型結(jié)構(gòu)的支承輥使用壽命為37818天。512 提高了軸承的密封性能新結(jié)構(gòu)矯直機(jī)支承輥的軸承滾動(dòng)體在輥筒內(nèi),同時(shí)兩側(cè)采用內(nèi)骨架雙唇口密封,大大提高了軸承密封性能,有效防止了氧化鐵皮進(jìn)入滾動(dòng)體間。對(duì)已使用的新結(jié)構(gòu)的支承輥拆開(kāi)檢查,在軸承元件內(nèi),幾乎無(wú)氧化鐵皮及雜物進(jìn)入滾動(dòng)體,內(nèi)外滾道的工作表面磨粒磨損現(xiàn)象也不再發(fā)生。513 有效地提高了支承輥本身的運(yùn)動(dòng)精度由于支承輥與墻板采用無(wú)滾動(dòng)的支承,所以支承輥的運(yùn)動(dòng)精度只取決于滾筒、 輥芯和滾動(dòng)體三者的加工精度,因此影響運(yùn)動(dòng)精度的累積誤差的因素就少。據(jù)計(jì)算,新結(jié)構(gòu)矯直機(jī)支承輥的運(yùn)動(dòng)精度為01008 mm(實(shí)測(cè)運(yùn)動(dòng)精度為01003 mm)。514 軸向竄動(dòng)得到限制矯直機(jī)在矯直過(guò)程中,會(huì)產(chǎn)生軸向力,導(dǎo)致軸承及整個(gè)支承輥發(fā)生軸向竄動(dòng)。NO12精矯機(jī)根據(jù)NO11精矯機(jī)的使用情況,采用配磨軸向擋圈將支承輥的軸向竄動(dòng)量控制在0165 mm范圍內(nèi),對(duì)延長(zhǎng)密封件壽命及軸承壽命都起了積極作用。515 新型支承輥降低設(shè)備維修成本2050熱軋矯直機(jī)NO11、NO12均已改造完畢,新型矯直機(jī)支承輥的質(zhì)量及矯直機(jī)的整體質(zhì)量有了明顯的提高。特別是NO12矯直機(jī)支承輥的密封、 軸向竄動(dòng)及卡簧配置等在NO11改造基礎(chǔ)上有了很大改進(jìn),承載能力也有了提高。經(jīng)實(shí)際使用NO12矯直機(jī)僅一年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益233128萬(wàn)元。徹底改變了原引進(jìn)德國(guó)支承輥的缺陷和問(wèn)題,有力地保證了生產(chǎn)3 mm以下薄板的需要,為提高生產(chǎn)效率、 產(chǎn)品質(zhì)量和降低設(shè)備維修成本,發(fā)揮了重大作用。6 結(jié)束語(yǔ)由于新型支承輥的優(yōu)點(diǎn)明顯,效果顯著,而且通過(guò)寶鋼熱軋精矯機(jī)支承輥的成功改造,為國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)和制造新型支承輥打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ),找到了可靠依據(jù)。目前,寶鋼2030冷軋機(jī)組在1999年已立項(xiàng)國(guó)產(chǎn)化;寶鋼益昌薄板廠也了解過(guò)這種結(jié)構(gòu)改進(jìn)后的情況,并有改進(jìn)的意向。隨著軋鋼工業(yè)的發(fā)展,用戶對(duì)軋件的形位公差、 表面質(zhì)量的要求越來(lái)越高,國(guó)外先進(jìn)國(guó)家對(duì)矯直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)研究也越來(lái)越深入,多輥矯直機(jī)支承輥采用整體軸承單元已是國(guó)際上發(fā)展的趨勢(shì)。通過(guò)2050熱軋2#精矯機(jī)支承輥改造,說(shuō)明國(guó)內(nèi)已具備生產(chǎn)、 制造高精度、 小直徑新型支承輥的技術(shù)和能力,開(kāi)拓了寶鋼乃至國(guó)內(nèi)同類冶金企業(yè)矯直機(jī)的支承輥改造、 國(guó)產(chǎn)化的廣闊前景。參考文獻(xiàn)1SKF公司編 1SKF軸承綜合型錄 1 上海:上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出版社,1994:282 錦林英一 1 日本 轉(zhuǎn) 軸受 選 方 1 使 方 1 日本規(guī)格協(xié)會(huì),1982:84編輯 馬凱利(改稿日期 1999年12月6日)45 寶 鋼 技 術(shù) 2000年第2期 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. http:/
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