四輥軋機機架輥改造

陳穎

（鞍鋼教育培訓(xùn)中心，鞍山 114001）

【摘　要】中板線四輥軋機機架輥結(jié)構(gòu)設(shè)計存在缺陷，由于工作環(huán)境極其惡劣，設(shè)備故障率較高。有針對性地進行結(jié)構(gòu)改造后，改善了機架總的負荷條件，改善了軸承的潤滑、冷卻、防水、防塵性能，提高了機架輥的運行穩(wěn)定性，降低了設(shè)備故障率。

【關(guān)鍵詞】四輥軋機；機架輥；中板線

1　設(shè)備簡介

在大型軋機上，為了能可靠地將軋件送入軋鋼機軋輥，要求輥道輥子盡可能地靠近軋輥。為此，在這些軋機機架上，都安裝有輥道輻子，這些輻子稱為機架輥。

鞍鋼中厚板廠中板線四輥軋機在軋輥前后各裝設(shè)了兩個機架輥（如圖1所示），它們都由單獨的電動機通過萬向接軸直接傳動。為了使輥子能夠承受較大的沖擊載荷，采用了實心鍛造輥子，輥子軸承采用調(diào)心滾子軸承，有一定的調(diào)心作用。為了保證機架輥的緊湊性，機架輥的輥距一般較小，采用整體軸承座，機架輥兩端的軸承座分別支撐在傳動側(cè)和操作側(cè)軋機機架上，輥子由電動機通過齒形聯(lián)軸節(jié)傳動。為了方便裝拆和減小機架孔尺寸，輥子端的外齒套和傳動軸可以軸向移動。當(dāng)外齒套與內(nèi)齒套脫離嚙合后，外齒套收縮到機架孔內(nèi)部，進行拆裝輥子時就可以不受傳動軸影響。

2　存在問題分析

中板線2450四輥軋機于2003年改造，投入運行以后軋機機架輥穩(wěn)定運行周期較短。機架輥系統(tǒng)的不穩(wěn)定運行，容易產(chǎn)生較高級別的設(shè)備事故，嚴重影響了軋鋼產(chǎn)線的生產(chǎn)組織和產(chǎn)品質(zhì)量，迫切需要查找原因，進行設(shè)備改進。經(jīng)分析主要原因如下：

（1）軋機機架輥裝置承受沖擊負荷大。軋機機架輥裝置緊貼軋機工作輻安裝，軋件從軋輥軋出后軋件頭部直接作用于機架輥上，不可避免地會對機架輥產(chǎn)生沖擊，而此時軋件后部仍在繼續(xù)軋制，軋件仍然處于軋輥的夾持狀態(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機架輥的沖擊載荷。

機架輥安裝在軋機機架內(nèi)部，在機架輥附近安裝有輥系裝置、導(dǎo)衛(wèi)裝置、軋輥冷卻裝置、除鱗裝置、工作輥道、軋輥平衡裝置和各種介質(zhì)管線等，留給機架輥的安裝空間十分有限，機架輥的輥子布置非常緊湊，使承載能力受限。

在中厚板軋機中，機架輥是軋機中故障率較高的薄弱部位，既要保證機架輥的整體強度，又要兼顧其他部件的合理功能和強度要求，所以，合理利用機架輥位置的有限空間，盡可能提高機架輥整體結(jié)構(gòu)強度，是十分必要的。

(2)斜鐵裝置固定軋機機架輥的缺陷。在機架輥與軋機牌坊的固定結(jié)構(gòu)中，國內(nèi)外軋機設(shè)計中較多采用在牌坊上預(yù)留基座和斜鐵安裝槽，靠斜鐵壓緊機架輥軸承座，將機架輥裝置緊固到軋機牌坊上。在實際使用中發(fā)現(xiàn)該結(jié)構(gòu)具有兩個較嚴重的缺陷，一是斜鐵裝置占用了兩架牌坊之間的有效空間，限制了實際軋制鋼板的有效寬度，影響軋機性能。二是軋機機架輥與軋機牌坊不能有效固定。在軋鋼過程中機架輥受到鋼坯的沖擊，機架輥軸承座與軋機牌坊之間不停產(chǎn)生相對運動，加速了機架輥軸承座定位鍵、底平面等部位和軋機牌坊之間的磨損，缺陷不斷劣化。這種相對活動也加速了緊釘斜鐵的松動，Z終使得機架輥整體的固定效果越來越差，機架輥的竄動量不斷增加。這種狀態(tài)下，機架輥軸承除了要承受軋鋼鋼坯對機架輥的正常工作載荷，還要承受機架輥軸承座竄動造成的附加載荷，這種載荷的方向和大小很難控制，往往造成機架輥軸承的非正常損壞。

(3)高壓水流、高溫、粉塵等惡劣的工作環(huán)境影響密封、潤滑效果，加速軸承失效。機架輥距軋機高壓水除鱗較近，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)常造成軸承箱進水，加速機架輥軸承損壞。此外，軋機輥身冷卻水和機架輥輥身冷卻水受高溫軋件加熱后會產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣進入軸承箱冷卻后凝結(jié)成液態(tài)水，更加速軸承潤滑油質(zhì)的乳化，甚至完全失效，使得軸承在極其惡劣的潤滑環(huán)境下迅速損壞，造成機架輥事故。此外，軋機在軋制過程中產(chǎn)生的大量煙氣灰塵、鐵屑等細小的粉塵顆粒會隨著煙氣和水進入到軸承箱造成潤滑油的變質(zhì)和污染，同樣會對機架輥軸承造成磨損，影響使用壽命。

3　改進措施

(1)取消斜鐵固定裝置，改用分體式滑板裝置。中板線四輥軋機改造時，取消了斜鐵固定方式，在軋機牌坊機架上安裝支座，用螺栓直接將機架輥軸承座與軋機牌坊機架的支座固定(如圖2)。取消安裝在機架輥軸承座1上部的斜鐵固定裝置，軋機牌坊上部安裝機架輻支座3，整體機架輥裝置通過軸承座地腳螺栓2實現(xiàn)機架輥軸承座1與機架輥支座3的可靠固定。實際使用效果很好，克服?斜鐵固定方式的諸多弊端。改善了機架輥整體的固定效果，提高了鋼坯的有效通過寬度，提高了軋機性能。

對機架輥軸承座和軋機牌坊接觸的部位采用分體式滑板方式（見圖3）。當(dāng)軋機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)軋機牌坊的技術(shù)難度、費用和修復(fù)時間都是很高的，在日常使用時一般都難以恢復(fù)。相比于更新或修復(fù)機架輥軸承箱，采取更換機架輥軸承座下部滑板的方式可以快捷簡便地恢復(fù)機架輥軸承座與軋機牌坊的安裝定位尺寸，也可以防止定位鍵間隙大造成機架輥裝置的竄動量增加，造成磨損缺陷進一步劣化。同時也大大降低了維修費用。

（2）改良機架輥軸承密封，延長軸承壽命。在機架輥軸承損壞事故中，絕大多數(shù)是因為軸承箱內(nèi)部進水和粉塵。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入軸承，是避免該類事故,延長軸承使用壽命的關(guān)鍵。

改進方案：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，減小因進入水和粉塵對軸承使用壽命的影響。在機架輥輥子輥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入。

迷宮式密封結(jié)構(gòu)對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，進入機架輥軸承箱內(nèi)部的水和粉塵已經(jīng)很少。在機架輥軸承的前端設(shè)有排水孔，用于排