陳穎
（鞍鋼教育培訓(xùn)中心鞍山114001）
【摘要】中板線四棍軋機(jī)機(jī)架棍結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)存在缺陷，由于工作環(huán)境極其惡劣，設(shè)備故障率較高。有針對(duì)性地進(jìn)行結(jié)構(gòu)改造后，改善了機(jī)架總的負(fù)荷條件，改善了軸承的潤(rùn)滑、冷卻、防水、防塵性能，提高了機(jī)架棍的運(yùn)行穩(wěn)定性，降低了設(shè)備故障率。
【關(guān)鍵詞】 四輥軋機(jī)；機(jī)架輥；中板線
1設(shè)備簡(jiǎn)介
在大型軋機(jī)上，為了能可靠地將軋件送入軋鋼機(jī)軋銀,要求棍道銀子盡可能地靠近軋棍。為此，在這些軋機(jī)機(jī)架上，都安裝有棍道輻子，這些輻子稱為機(jī)架棍。
鞍鋼中厚板廠中板線四棍軋機(jī)在軋棍前后各裝設(shè)了兩個(gè)機(jī)架棍（如圖1所示），它們都由單獨(dú)的電動(dòng)機(jī)通過萬向接軸直接傳動(dòng)。為了使棍子能夠承受較大的沖擊載荷，采用了實(shí)心鍛造棍子，棍子軸承采用調(diào)心滾子軸承,有一定的調(diào)心作用。為了保證機(jī)架棍的緊湊性,機(jī)架棍的銀距一般較小，采用整體軸承座，機(jī)架棍兩端的軸承座分別支撐在傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)軋機(jī)機(jī)架上，銀子由電動(dòng)機(jī)通過齒形聯(lián)軸節(jié)傳動(dòng)。為了方便裝拆和減小機(jī)架孔尺寸,棍子端的外齒套和傳動(dòng)軸可以軸向移動(dòng)。當(dāng)外齒套與內(nèi)齒套脫離嚙合后，外齒套收縮到機(jī)架孔內(nèi)部，進(jìn)行拆裝棍子時(shí)就可以不受傳動(dòng)軸影響。
2存在問題分析
中板線2450四棍軋機(jī)于2003年改造，投入運(yùn)行以后軋機(jī)機(jī)架棍穩(wěn)定運(yùn)行周期較短。機(jī)架輯系統(tǒng)的不穩(wěn)定運(yùn)行，容易產(chǎn)生較高級(jí)別的設(shè)備事故，嚴(yán)重影響了軋鋼產(chǎn)線的生產(chǎn)組織和產(chǎn)品質(zhì)量，迫切需要查找原因，進(jìn)行設(shè)備改進(jìn)。經(jīng)分析主要原因如下：
（1）軋機(jī)機(jī)架棍裝置承受沖擊負(fù)荷大。軋機(jī)機(jī)架棍裝置緊貼軋機(jī)工作輻安裝，軋件從軋棍軋出后軋件頭部直接作用于機(jī)架棍上，不可避免地會(huì)對(duì)機(jī)架棍產(chǎn)生沖擊，而此時(shí)軋件后部仍在繼續(xù)軋制，軋件仍然處于軋棍的夾持狀態(tài),軋件在軋制過程中經(jīng)常出現(xiàn)叩頭現(xiàn)象,這就更加大了軋件頭部對(duì)機(jī)架棍的沖擊載荷。
機(jī)架棍安裝在軋機(jī)機(jī)架內(nèi)部，在機(jī)架棍附近安裝有棍系裝置、導(dǎo)衛(wèi)裝置、軋棍冷卻裝置、除鱗裝置、工作銀道、軋棍平衡裝置和各種介質(zhì)管線等，留給機(jī)架棍的安裝空間十分有限，機(jī)架銀的棍子布置非常緊湊，使承載能力受限。
在中厚板軋機(jī)中，機(jī)架棍是軋機(jī)中故障率較高的薄弱部位，既要保證機(jī)架棍的整體強(qiáng)度，又要兼顧其他部件的合理功能和強(qiáng)度要求，所以，合理利用機(jī)架棍位置的有限空間，盡可能提高機(jī)架棍整體結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，是十分必要的。
(2)斜鐵裝置固定軋機(jī)機(jī)架棍的缺陷。在機(jī) 架棍與軋機(jī)牌坊的固定結(jié)構(gòu)中，國內(nèi)外軋機(jī)設(shè)計(jì)中較多采用在牌坊上預(yù)留基座和斜鐵安裝槽，靠斜鐵壓緊機(jī)架棍軸承座，將機(jī)架棍裝置緊固到軋機(jī)牌坊上。在實(shí)際使用中發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)具有兩個(gè)較嚴(yán)重的缺陷，一是斜鐵裝置占用了兩架牌坊之間的有效空間，限制了實(shí)際軋制鋼板的有效寬度，影響軋機(jī)性能。二是軋機(jī)機(jī)架棍與軋機(jī)牌坊不能有效固定。在軋鋼過程中機(jī)架棍受到鋼坯的沖擊，機(jī)架棍軸承座與軋機(jī)牌坊之間不停產(chǎn)生相對(duì)運(yùn)動(dòng),加速了機(jī)架棍軸承座定位鍵、底平面等部位和軋機(jī)牌坊之間的磨損，缺陷不斷劣化。這種相對(duì)活動(dòng)也加速了緊釘斜鐵的松動(dòng)，最終使得機(jī)架棍整體的固定效果越來越差，機(jī)架棍的竄動(dòng)量不斷增加。這種狀態(tài)下，機(jī)架棍軸承除了要承受軋鋼鋼坯對(duì)機(jī)架棍的正常工作載荷，還要承受機(jī)架棍軸承座竄動(dòng)造成的附加載荷，這種載荷的方向和大小很難控制，往往造成機(jī)架棍軸承的非正常損壞。
(3) 高壓水流、高溫、粉塵等惡劣的工作環(huán)境影響密封、潤(rùn)滑效果，加速軸承失效。機(jī)架棍距軋機(jī)高壓水除鱗較近，經(jīng)常受到飛濺的高壓水流的沖刷,輻子端部密封防水效果難以承受高壓水沖刷，經(jīng)常造成軸承箱進(jìn)水，加速機(jī)架棍軸承損壞。此外,軋機(jī)棍身冷卻水和機(jī)架棍棍身冷卻水受高溫軋件加熱后會(huì)產(chǎn)生大量水蒸氣,水蒸氣進(jìn)入軸承箱冷卻后凝結(jié)成液態(tài)水，更加速軸承潤(rùn)滑油質(zhì)的乳化，甚至完全失效，使得軸承在極其惡劣的潤(rùn)滑環(huán)境下迅速損壞，造成機(jī)架銀事故。此外，軋機(jī)在軋制過程中產(chǎn)生的大量煙氣灰塵、鐵屑等細(xì)小的粉塵顆粒會(huì)隨著煙氣和水進(jìn)入到軸承箱造成潤(rùn)滑油的變質(zhì)和污染，同樣會(huì)對(duì)機(jī)架棍軸承造成磨損，影響使用壽命。
3改進(jìn)措施
(1)取消斜鐵固定裝置，改用分體式滑板裝置。中板線四銀軋機(jī)改造時(shí)，取消了斜鐵固定方式,在軋機(jī)牌坊機(jī)架上安裝支座，用螺栓直接將機(jī)架棍軸承座與軋機(jī)牌坊機(jī)架的支座固定(如圖2)。取消安裝在機(jī)架銀軸承座1上部的斜鐵固定裝置，軋機(jī)牌坊上部安裝機(jī)架輻支座3,整體機(jī)架棍裝置通過軸承座地腳螺栓2實(shí)現(xiàn)機(jī)架棍軸承座1與機(jī)架棍支座3的可靠固定。實(shí)際使用效果很好，克服了斜鐵固定方式的諸多弊端。改善了機(jī)架棍整體的固定效果，提高了鋼坯的有效通過寬度,提高了軋機(jī)性能。
對(duì)機(jī)架棍軸承座和軋機(jī)牌坊接觸的部位采用分體式滑板方式（見圖3）。當(dāng)軋機(jī)牌坊安裝尺寸磨損后，可以通過配制滑板定位尺寸的方法滿足原始定位精度，一般修復(fù)軋機(jī)牌坊的技術(shù)難度、費(fèi)用和修復(fù)時(shí)間都是很高的，在日常使用時(shí)一般都難以恢復(fù)。相比于更新或修復(fù)機(jī)架銀軸承箱，采取更換機(jī)架棍軸承座下部滑板的方式可以快捷簡(jiǎn)便地恢復(fù)機(jī)架棍軸承座與軋機(jī)牌坊的安裝定位尺寸，也可以防止定位鍵間隙大造成機(jī)架棍裝置的竄動(dòng)量增加,造成磨損缺陷進(jìn)一步劣化。同時(shí)也大大降低了維修費(fèi)用。
（2）改良機(jī)架輾軸承密封，延長(zhǎng)軸承壽命。在機(jī)架棍軸承損壞事故中，絕大多數(shù)是因?yàn)檩S承箱內(nèi)部進(jìn)水和粉塵。改善輻子軸端與軸承箱之間密封裝置的密封性能,防止外部水流和粉塵進(jìn)入軸承，是避免該類事故,延長(zhǎng)軸承使用壽命的關(guān)鍵。
改進(jìn)方案:通過多道阻水、排水和擋水結(jié)構(gòu)，增加軸承箱的防水密封性，減小因進(jìn)入水和粉塵對(duì)軸承使用壽命的影響。在機(jī)架棍棍子棍身的端面和密封軸套上各增加一組密封溝，與密封軸承壓蓋形成兩組迷宮式密封結(jié)構(gòu)，阻擋外部水和粉塵進(jìn)入軸承箱內(nèi)部,在密封軸承壓蓋下部第二組迷宮式密封結(jié)構(gòu)后設(shè)有排水孔（見圖4）,用于排出滲漏進(jìn)入的水，在其后又設(shè)有防水密封環(huán)用以阻擋水和粉塵的進(jìn)入。
迷宮式密封結(jié)構(gòu)對(duì)阻止高壓水沖刷具有良好效果。迷宮式結(jié)構(gòu)可以將高壓水減壓，這樣少量進(jìn)入到橡膠密封處的水已經(jīng)沒有壓力，經(jīng)過多道密封結(jié)構(gòu)的阻止，進(jìn)入機(jī)架銀軸承箱內(nèi)部的水和粉塵已經(jīng)很少。在機(jī)架棍軸承的前端設(shè)有排水孔，用于排岀滲漏進(jìn)入的水。這樣可以很好保護(hù)機(jī)架棍軸承不被進(jìn)入的水和粉塵等雜物污染，保證了軸承的使用環(huán)境，解決了軋機(jī)機(jī)架輻及類似于機(jī)架銀結(jié)構(gòu)和使用要求的軸承箱密封結(jié)構(gòu)存在的問題，延長(zhǎng)軸承的使用壽命，提高整套棍系裝置的使用可靠性和穩(wěn)定性。
4結(jié)語
通過上述改造，節(jié)省了大量資金，設(shè)備功能及其使用可靠性得到有效改善，自2007年11月份投產(chǎn)至今,機(jī)架棍運(yùn)行穩(wěn)定，達(dá)到了預(yù)期目的。
參考文獻(xiàn)
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［2］谷士強(qiáng).冶金機(jī)械安裝工程手冊(cè).北京：冶金工業(yè)出版社.