對中厚板軋機(jī)上輥系平衡力的修正

肖川 張保恒 太鋼集團(tuán)臨汾鋼鐵有限公司中板廠，山西 臨汾 041000

對中厚板軋機(jī)上輥系平衡力的修正

肖川 張保恒 太鋼集團(tuán)臨汾鋼鐵有限公司中板廠，山西 臨汾 041000

通過對生產(chǎn)幾年后的中厚板軋機(jī)上輥系主平衡油缸過平衡系數(shù)的分析，調(diào)整相關(guān)零件的參數(shù)，適當(dāng)延長零件使用壽命。

上輥系；主平衡油缸壓力；過平衡系數(shù)；間隙

引言

1)平衡裝置的作用

為了消除在軋制咬鋼過程中，因工作機(jī)座中有關(guān)零件間存在間隙所引起的沖擊現(xiàn)象，改善咬入條件，提高中厚鋼板的加工精度，現(xiàn)在幾乎在所有的軋機(jī)上都設(shè)有主平衡裝置。

由于軋機(jī)機(jī)座中有關(guān)相互配合的零件(如壓下螺絲與螺母、軸承與輥頸、HAGC油缸與支承輥和壓下螺絲之間)存在著配合間隙，因此在軋機(jī)空載的情況下，由于各零件的自重作用，將會造成壓下螺絲（1）與螺母（2）的螺紋、壓下螺絲與止推鍵、HAGC油缸與壓下螺絲和支承輥、工作輥（5）與支撐輥（6）表面間以及輥頸與軸承間均有一定的間隙。而且這種間隙必然會在軋制過程中使軋機(jī)產(chǎn)生強(qiáng)烈的沖擊現(xiàn)象(軋制速度愈高愈嚴(yán)重)，其結(jié)果是使軋機(jī)相關(guān)零件壽命降低，輥縫發(fā)生變化，對軋件咬入不利，最終導(dǎo)致生產(chǎn)出的鋼板出現(xiàn)質(zhì)量缺陷。為了消除壓下螺絲螺母之間、上輥系之間的間隙，平穩(wěn)、輕巧地空載調(diào)節(jié)輥縫，一般在機(jī)架上部設(shè)置柱塞缸對上輥系進(jìn)行平衡。另外合理地選擇平衡力，還可以消除平衡系統(tǒng)中的滯后現(xiàn)象，以便提高鋼板厚度自動控制系統(tǒng)的控制精度。

2)中厚板軋機(jī)主平衡裝置示意圖如下：

圖1

1、原參數(shù)設(shè)計(jì)及故障

兩個油缸（6 ）工作壓力為：p=18MPa

由平衡油缸壓力計(jì)算公式：

p—主平衡油缸工作壓力

G—被平衡零件的總重量

n—平衡油缸數(shù)量

d—平衡油缸柱塞直徑

K—過平衡系數(shù)

可知此時過平衡系數(shù)K=1.22

主平衡油缸在18MPa壓力下該軋機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行，一直較為平穩(wěn)，期間未出現(xiàn)設(shè)備事故。

滿負(fù)荷生產(chǎn)兩年后，發(fā)現(xiàn)當(dāng)在快速軋制時，上輥系整體晃動加大，聲音加劇，且各零件間滑板磨損嚴(yán)重，還出現(xiàn)拉桿因出現(xiàn)疲勞而斷裂等事故，而這些零件均未達(dá)到其設(shè)計(jì)的使用壽命。

2、故障原因分析及排除

首先通過調(diào)取歷史記錄查看在軋制過程中中間坯溫度、壓下量、軋制力等工藝要求部分皆符合要求，排除了工藝、控制和操作因素的存在。

再查看PDA（軋制過程數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)）后，發(fā)現(xiàn)在軋制過程中，咬鋼、拋鋼時整體壓下位移傳感器的讀數(shù)發(fā)生比較大的變化，這是以前的軋制過程中從未發(fā)生過的。說明此時在上輥系有明顯的間隙存在，見圖2。

經(jīng)過分析這種間隙是在軋制咬鋼和拋鋼的時產(chǎn)生的。（Y2-Y1=2.39mm，其中Y2，Y1分別為咬鋼和拋鋼時壓下數(shù)值）這種較大的間隙變化使整體平衡系統(tǒng)產(chǎn)生瞬間的較大的沖量，作用到支撐的零件上（拉桿等）。在這種軋制條件下，主平衡系統(tǒng)沒有完全發(fā)揮作用，致使拉桿、滑板等零件壽命降低。

經(jīng)現(xiàn)場對壓下螺絲、螺母的測量和分析，認(rèn)為這種間隙存在的原因是由于經(jīng)過幾年的滿負(fù)荷生產(chǎn)，導(dǎo)致主平衡油缸磨損嚴(yán)重，原有主平衡力不足以消除在咬鋼過程中，軋件對平衡系統(tǒng)的沖擊。在咬鋼時整體平衡系統(tǒng)向上產(chǎn)生位移；在拋鋼的過程中，因?yàn)橛形灰频漠a(chǎn)生，在重力和軋制力反作用下，壓下系統(tǒng)整體向下運(yùn)動產(chǎn)生的作用力作用到拉桿上，這樣拉桿就頻繁受到軸向的沖擊力，這是造成零部件壽命降低的根本原因。

圖2

基于以上分析，參考液壓系統(tǒng)相關(guān)資料，決定在允許的范圍內(nèi)加大主平衡油缸的過平衡系數(shù)(K一般取值為1.2～1.4)。在經(jīng)過理論計(jì)算和現(xiàn)場的測量，最終確定過平衡系數(shù)為K=1.35，主平衡油缸壓力調(diào)整為 P=19MPa。

調(diào)整后經(jīng)PDA系統(tǒng)采集，Y2-Y1=0.51mm（Y2，Y1分別為咬鋼和拋鋼瞬時壓下數(shù)值）。

經(jīng)過半年時間的跟蹤觀察及現(xiàn)場數(shù)據(jù)采集，軋機(jī)沖擊情況已大為改觀，零部件壽命大大延長。

3、結(jié)束語

對于中厚板軋機(jī)來說，其主平衡系統(tǒng)壓力不應(yīng)是一成不變的。在使用一段時間后，應(yīng)根據(jù)各個零件的磨損情況、現(xiàn)場測量數(shù)據(jù)和精確的理論計(jì)算，及時進(jìn)行修正，方可滿足現(xiàn)場使用要求。

[1] 鄒家樣.軋鋼機(jī)械.冶金工業(yè)出版社（修訂版）.1989

[2] 鄒家樣.軋鋼機(jī)械.冶金工業(yè)出版社（第三版）.2004

[3] 施東城.軋鋼機(jī)械理論與機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì).冶金工業(yè)出版社.1993

[4] 王鳳喜.液壓與氣動設(shè)備維修問答[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004

[5] 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊編委會編著.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 .第3、4卷/ -3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社.2004.8

10.3969/j.issn.1001-8972.2011.07.079