重鋼4100mm生產(chǎn)線粗精軋主電機(jī)軸承座高壓油管的發(fā)展與改進(jìn)報(bào)告

杜靜　周利

摘要：重鋼4100mm生產(chǎn)線的主電機(jī)高壓銅管因初期選項(xiàng)不合理造成故障頻繁，影響較大。維護(hù)單位在維護(hù)檢修的過程中通過不斷摸索、不斷試驗(yàn)和改進(jìn)，將主電機(jī)的高壓油管從高壓軟管到T型頭的改進(jìn)，最終延長其使用壽命。實(shí)踐證明，改進(jìn)取得了良好的效果。

關(guān)鍵詞：重鋼；4100mm生產(chǎn)線；粗精軋主電機(jī)；軸承座；高壓油管 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號：TG335 文章編號：1009-2374（2015）01-0044-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2015.0022

1 概述

4100mm生產(chǎn)線自投產(chǎn)以來一直承擔(dān)寬厚板生產(chǎn)任務(wù)。在型號多元化、競爭白熱化、利潤扁平化的今天，生產(chǎn)線一直追求著軋制難度更大、質(zhì)量要求更高的產(chǎn)品。在當(dāng)代工業(yè)迅猛發(fā)展的今天，自動(dòng)化的高效率生產(chǎn)已經(jīng)是保證企業(yè)生存發(fā)展的重要條件，沒有產(chǎn)能何來發(fā)展一說，而制約生產(chǎn)順行的每一個(gè)設(shè)備隱患都需要所有設(shè)備工作者重視并改良。本文探討的是關(guān)于4100mm生產(chǎn)線粗精扎主電機(jī)軸承座高壓油管。由于其作用重要、拆裝耗時(shí)、容錯(cuò)率低、影響面廣等諸多因素，無疑是眾多設(shè)備隱患中較為突出的一件。

2 相關(guān)設(shè)備簡介

2.1 粗軋機(jī)

4100mm粗軋機(jī)為一臺(tái)四輥可逆式粗軋機(jī)，在機(jī)架窗口中安裝有四根軋輥，中間兩根為工作輥，其傳動(dòng)端為扁頭，通過十字頭式接軸分別與上下主電機(jī)相連，通過電機(jī)傳動(dòng)使上下工作輥相對轉(zhuǎn)動(dòng)。

粗軋機(jī)具有高剛性的特點(diǎn)，凈重達(dá)339.5t的牌坊和直徑Φ2200mm的支承輥，機(jī)械凈壓靠剛性模數(shù)超過7900kN/mm。

傳動(dòng)端裝配有2×6000kW交流變速主電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為40/100r/min，最大軋制力矩為2×3938kNm。

2.2 精軋機(jī)

重鋼4100mm四輥精軋機(jī)包括精軋主傳動(dòng)、機(jī)前工作輥道、機(jī)后工作輥道、機(jī)前推床、機(jī)后推床、精軋快速換輥裝置等。前接粗軋機(jī)區(qū)域設(shè)備，后接ACC快冷、矯直機(jī)等。其工作原理與粗軋機(jī)類似，在機(jī)架窗口中安裝有四根軋輥，中間兩根為工作輥，其傳動(dòng)端為扁頭，通過十字頭式接軸分別與上下主電機(jī)相連，通過點(diǎn)機(jī)傳動(dòng)使上下工作輥相對轉(zhuǎn)動(dòng)。

精軋機(jī)具有高剛性的特點(diǎn)，凈重達(dá)335t的牌坊和直徑Φ2200mm的支承輥，機(jī)械凈壓靠剛性模數(shù)超過8000kN/mm。

傳動(dòng)端裝配有2×8000kW交流變速主電機(jī)，電機(jī)轉(zhuǎn)速為60/130r/min，最大軋制力矩為2×3502kNm。

3 主電機(jī)軸承座解析

3.1 主電機(jī)軸承座工作原理

在粗軋主電機(jī)區(qū)域共有上下兩臺(tái)主電機(jī)呈上下錯(cuò)置，由于下主電機(jī)距離軋機(jī)距離更遠(yuǎn)，因此在傳動(dòng)端加設(shè)了中間軸承座用以分擔(dān)傳動(dòng)軸的重量及保證聯(lián)軸器位置。一臺(tái)主電機(jī)轉(zhuǎn)子及聯(lián)軸器約有75t重，兩臺(tái)合約150t。這些重量均由五個(gè)軸承座內(nèi)軸瓦承擔(dān)。

由于其質(zhì)量大、負(fù)荷高，無法使用常規(guī)軸承來降低力傳遞過程中的載荷摩擦系數(shù)，故使用了靜壓軸承，其為滑動(dòng)軸承的一種，是利用壓力泵將壓力潤滑劑強(qiáng)行泵入軸承和軸之間的微小間隙以承受載荷，靜壓軸承的供油壓力比動(dòng)壓軸承高得多。

而在日常生產(chǎn)使用中最常遇見的突發(fā)情況就是在軸承座內(nèi)負(fù)責(zé)將高壓油輸送到軸瓦內(nèi)的高壓油管發(fā)生斷裂或破損。

3.2 工作原理

此種運(yùn)行方式的主要特點(diǎn)之一，是在完全靜止的狀態(tài)下，也能建立起承載油膜，能保證在啟動(dòng)階段摩擦副兩表面也沒有直接接觸，這在動(dòng)壓軸承是絕對不可能的，同時(shí)，啟動(dòng)和運(yùn)轉(zhuǎn)期間摩擦副均被壓力油膜隔開，滑動(dòng)阻力僅來自流體粘性，摩擦因數(shù)小、工作壽命長。

因此，啟動(dòng)采用靜壓軸承的轉(zhuǎn)子時(shí)，必須先啟動(dòng)靜壓潤滑系統(tǒng)。

靜壓軸承在運(yùn)轉(zhuǎn)中，由于摩擦副有相對運(yùn)動(dòng)，故亦可能產(chǎn)生動(dòng)壓效應(yīng)，當(dāng)動(dòng)壓效應(yīng)達(dá)到一定份額時(shí)，軸承成為動(dòng)靜壓混合軸承。

為了滿足日常生產(chǎn)，粗、精軋機(jī)的主電機(jī)軸承座高壓油管的油壓普遍在5～12兆帕之間。

3.3 近期事故

2014年8月8日12∶53～18∶44粗軋下主電機(jī)驅(qū)動(dòng)端高壓油管爆，原因分析：該電機(jī)軸承座高壓油管為焊接銅管，已使用14個(gè)月，金屬疲勞及接頭形式不適用于該工況，使銅管接頭斷裂。

2014年6月13日13∶25～20∶40精軋主電機(jī)下電機(jī)重車頭軸承座高壓油管斷裂，原因分析：通過對現(xiàn)場斷裂的高壓油管分析，油管的彎曲半徑過大，電機(jī)起制動(dòng)頻繁對其不斷沖擊造成銅管磨損是此次油管在管口焊接處斷裂的主要原因。

自中厚板廠4100mm生產(chǎn)線投產(chǎn)以來，粗軋機(jī)主電機(jī)軸承座加上精軋主電機(jī)軸承座共十個(gè)軸承已經(jīng)多次發(fā)生軸承座內(nèi)高壓油管造成的停軋事故。由于故障發(fā)生后，需要拆開軸承座，吊出上瓦蓋，翻出下軸瓦，才能對損壞的油管進(jìn)行修復(fù)或更換，因此事故停軋時(shí)間普遍較長，影響較大，又因其隱藏在密封的軸承座內(nèi)，平時(shí)點(diǎn)檢人員在點(diǎn)檢中無法對其進(jìn)行檢查，存在極大的未知性和突發(fā)性，是生產(chǎn)順行的瓶頸。加上地勢狹窄，環(huán)境復(fù)雜，每次搶修時(shí)間緊張，拆裝精度要求較高，事故停機(jī)時(shí)間普遍較長，對檢修人員的業(yè)務(wù)能力要求也較高。此故障一直困擾著維護(hù)單位。

3.4 事故原因分析

在生產(chǎn)中，軋機(jī)咬鋼的沖擊及軋制過程中的震動(dòng)都會(huì)通過連桿傳遞到軸承座內(nèi)。在長期的生產(chǎn)中，座內(nèi)高壓油管不斷承受縱向沖擊，這些力最終會(huì)由接頭部分承受，時(shí)間一長發(fā)生金屬疲勞是在所難免的。

圖1 圖2

4 高壓油管的發(fā)展與改進(jìn)

4.1 鋼絲編織高壓膠管

在中厚板廠4100mm生產(chǎn)線投產(chǎn)之初就是采用的鋼絲編織高壓油管，這種高壓油管主要由耐油（水）合成橡膠的內(nèi)膠層、鋼絲編織增強(qiáng)層組成。由于耐壓性不足，在使用中會(huì)發(fā)生管壁裂開的情況，現(xiàn)已停用。實(shí)踐證明，設(shè)備安裝時(shí)的選型有誤，此類油管不適應(yīng)4100mm產(chǎn)線這樣環(huán)境惡劣、反復(fù)沖擊較大的工況。endprint

4.2 螺旋狀銅管（薄）

在淘汰掉鋼絲編織高壓油管后，維護(hù)單位試著開始采用這種由銅管退火繞制而成的高壓油管。螺旋油管的特點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕。缺點(diǎn)是由于不是原廠配套設(shè)備，必須自行在接頭處焊上接頭，而且管壁較薄，僅為1mm，如果焊工經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，在繞制和焊接的過程中容易出現(xiàn)人為缺陷，在長期的使用中有不確定性，曾多次發(fā)生過接頭斷裂或彎曲半徑過小導(dǎo)致管壁破裂的事故，現(xiàn)已被迫棄用。

4.3 螺旋狀銅管（厚）

為了改進(jìn)薄型銅管，后又改進(jìn)為另一種加厚型的螺旋狀銅管，管壁達(dá)到2mm厚。但是，實(shí)踐中依然無法排除薄管壁銅管的問題，特別是接頭處，由于彎曲半徑過大、承壓能力不足，在彎曲半徑處仍是頻繁斷裂，現(xiàn)已逐漸被替換。

4.4 鋼絲編織高壓膠管（厚）

目前機(jī)上使用較多的為此種高壓油管，其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)均與第一種油管類似，只是對管壁進(jìn)行了加厚，使油管能夠承受更大的壓力。但此種油管為過渡性使用，改進(jìn)的終極目標(biāo)表為T型頭。

4.5 T型頭油管

T型頭油管是在綜合以上油管的問題后最新改進(jìn)出的設(shè)計(jì)，材質(zhì)上采用高強(qiáng)度合金制成，強(qiáng)度高，形態(tài)固定，不易發(fā)生金屬疲勞。其一頭連接下軸瓦進(jìn)油孔，一頭連接高壓銅管。

此種改進(jìn)最大的優(yōu)點(diǎn)是其對固有設(shè)備的延伸特點(diǎn)。在高壓油管發(fā)生破損或斷裂后，能快速地取下上端蓋，直接對下軸瓦的油管進(jìn)行更換，而不必依次拆開上軸瓦頂起軸及翻出下瓦，節(jié)省了大量的搶修時(shí)間。

此種改進(jìn)不光簡化了搶修過程，也在很大程度上避免了突發(fā)事故。因其自身呈L型，在整個(gè)供油路線中承擔(dān)了最大的拐點(diǎn)上的壓力，降低了油管破裂風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)縮短了軸承座內(nèi)高壓油管的行程，避免了銅管大幅度的抖動(dòng)，保障了接頭處的可靠性。而設(shè)計(jì)時(shí)T型頭的尺寸與軸瓦完全契合，可延長其使用壽命。

5 結(jié)語

在中厚板廠4100mm生產(chǎn)線投產(chǎn)的幾年里，粗、精軋主電機(jī)一直牽動(dòng)著各級領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)備工作者的心，作為廠內(nèi)最大型的電機(jī)，它完成著整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)最重要的任務(wù)。相比其龐大的身軀，僅一根看似纖細(xì)的油管就能看出這幾年設(shè)備工作者對其的諸多心血。設(shè)備的改進(jìn)是永遠(yuǎn)沒有終點(diǎn)的，不斷的完善，不斷的進(jìn)取，我們一直走在路上。

作者簡介：杜靜（1978—），女，重慶人，重慶鋼鐵股份有限公司維護(hù)檢修部工程師，研究方向：電氣、傳動(dòng)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）endprint

4.2 螺旋狀銅管（?。?/p>

在淘汰掉鋼絲編織高壓油管后，維護(hù)單位試著開始采用這種由銅管退火繞制而成的高壓油管。螺旋油管的特點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕。缺點(diǎn)是由于不是原廠配套設(shè)備，必須自行在接頭處焊上接頭，而且管壁較薄，僅為1mm，如果焊工經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，在繞制和焊接的過程中容易出現(xiàn)人為缺陷，在長期的使用中有不確定性，曾多次發(fā)生過接頭斷裂或彎曲半徑過小導(dǎo)致管壁破裂的事故，現(xiàn)已被迫棄用。

4.3 螺旋狀銅管（厚）

為了改進(jìn)薄型銅管，后又改進(jìn)為另一種加厚型的螺旋狀銅管，管壁達(dá)到2mm厚。但是，實(shí)踐中依然無法排除薄管壁銅管的問題，特別是接頭處，由于彎曲半徑過大、承壓能力不足，在彎曲半徑處仍是頻繁斷裂，現(xiàn)已逐漸被替換。

4.4 鋼絲編織高壓膠管（厚）

目前機(jī)上使用較多的為此種高壓油管，其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)均與第一種油管類似，只是對管壁進(jìn)行了加厚，使油管能夠承受更大的壓力。但此種油管為過渡性使用，改進(jìn)的終極目標(biāo)表為T型頭。

4.5 T型頭油管

T型頭油管是在綜合以上油管的問題后最新改進(jìn)出的設(shè)計(jì)，材質(zhì)上采用高強(qiáng)度合金制成，強(qiáng)度高，形態(tài)固定，不易發(fā)生金屬疲勞。其一頭連接下軸瓦進(jìn)油孔，一頭連接高壓銅管。

此種改進(jìn)最大的優(yōu)點(diǎn)是其對固有設(shè)備的延伸特點(diǎn)。在高壓油管發(fā)生破損或斷裂后，能快速地取下上端蓋，直接對下軸瓦的油管進(jìn)行更換，而不必依次拆開上軸瓦頂起軸及翻出下瓦，節(jié)省了大量的搶修時(shí)間。

此種改進(jìn)不光簡化了搶修過程，也在很大程度上避免了突發(fā)事故。因其自身呈L型，在整個(gè)供油路線中承擔(dān)了最大的拐點(diǎn)上的壓力，降低了油管破裂風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)縮短了軸承座內(nèi)高壓油管的行程，避免了銅管大幅度的抖動(dòng)，保障了接頭處的可靠性。而設(shè)計(jì)時(shí)T型頭的尺寸與軸瓦完全契合，可延長其使用壽命。

5 結(jié)語

在中厚板廠4100mm生產(chǎn)線投產(chǎn)的幾年里，粗、精軋主電機(jī)一直牽動(dòng)著各級領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)備工作者的心，作為廠內(nèi)最大型的電機(jī)，它完成著整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)最重要的任務(wù)。相比其龐大的身軀，僅一根看似纖細(xì)的油管就能看出這幾年設(shè)備工作者對其的諸多心血。設(shè)備的改進(jìn)是永遠(yuǎn)沒有終點(diǎn)的，不斷的完善，不斷的進(jìn)取，我們一直走在路上。

作者簡介：杜靜（1978—），女，重慶人，重慶鋼鐵股份有限公司維護(hù)檢修部工程師，研究方向：電氣、傳動(dòng)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）endprint

4.2 螺旋狀銅管（?。?/p>

在淘汰掉鋼絲編織高壓油管后，維護(hù)單位試著開始采用這種由銅管退火繞制而成的高壓油管。螺旋油管的特點(diǎn)是重量輕、強(qiáng)度高、耐腐蝕。缺點(diǎn)是由于不是原廠配套設(shè)備，必須自行在接頭處焊上接頭，而且管壁較薄，僅為1mm，如果焊工經(jīng)驗(yàn)不夠豐富，在繞制和焊接的過程中容易出現(xiàn)人為缺陷，在長期的使用中有不確定性，曾多次發(fā)生過接頭斷裂或彎曲半徑過小導(dǎo)致管壁破裂的事故，現(xiàn)已被迫棄用。

4.3 螺旋狀銅管（厚）

為了改進(jìn)薄型銅管，后又改進(jìn)為另一種加厚型的螺旋狀銅管，管壁達(dá)到2mm厚。但是，實(shí)踐中依然無法排除薄管壁銅管的問題，特別是接頭處，由于彎曲半徑過大、承壓能力不足，在彎曲半徑處仍是頻繁斷裂，現(xiàn)已逐漸被替換。

4.4 鋼絲編織高壓膠管（厚）

目前機(jī)上使用較多的為此種高壓油管，其材質(zhì)和結(jié)構(gòu)均與第一種油管類似，只是對管壁進(jìn)行了加厚，使油管能夠承受更大的壓力。但此種油管為過渡性使用，改進(jìn)的終極目標(biāo)表為T型頭。

4.5 T型頭油管

T型頭油管是在綜合以上油管的問題后最新改進(jìn)出的設(shè)計(jì)，材質(zhì)上采用高強(qiáng)度合金制成，強(qiáng)度高，形態(tài)固定，不易發(fā)生金屬疲勞。其一頭連接下軸瓦進(jìn)油孔，一頭連接高壓銅管。

此種改進(jìn)最大的優(yōu)點(diǎn)是其對固有設(shè)備的延伸特點(diǎn)。在高壓油管發(fā)生破損或斷裂后，能快速地取下上端蓋，直接對下軸瓦的油管進(jìn)行更換，而不必依次拆開上軸瓦頂起軸及翻出下瓦，節(jié)省了大量的搶修時(shí)間。

此種改進(jìn)不光簡化了搶修過程，也在很大程度上避免了突發(fā)事故。因其自身呈L型，在整個(gè)供油路線中承擔(dān)了最大的拐點(diǎn)上的壓力，降低了油管破裂風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)縮短了軸承座內(nèi)高壓油管的行程，避免了銅管大幅度的抖動(dòng)，保障了接頭處的可靠性。而設(shè)計(jì)時(shí)T型頭的尺寸與軸瓦完全契合，可延長其使用壽命。

5 結(jié)語

在中厚板廠4100mm生產(chǎn)線投產(chǎn)的幾年里，粗、精軋主電機(jī)一直牽動(dòng)著各級領(lǐng)導(dǎo)和設(shè)備工作者的心，作為廠內(nèi)最大型的電機(jī)，它完成著整個(gè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)最重要的任務(wù)。相比其龐大的身軀，僅一根看似纖細(xì)的油管就能看出這幾年設(shè)備工作者對其的諸多心血。設(shè)備的改進(jìn)是永遠(yuǎn)沒有終點(diǎn)的，不斷的完善，不斷的進(jìn)取，我們一直走在路上。

作者簡介：杜靜（1978—），女，重慶人，重慶鋼鐵股份有限公司維護(hù)檢修部工程師，研究方向：電氣、傳動(dòng)。

（責(zé)任編輯：秦遜玉）endprint