萬(wàn)能磨床靜壓中心架托瓦異常磨損的對(duì)策

何紅蓮

作者通聯(lián)：武鋼股份有限公司武鋼條材總廠CSP分廠維二車(chē)間 武漢市青山區(qū) 430083

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一、設(shè)備問(wèn)題與分析

CSP磨輥間萬(wàn)能磨床，主要用于對(duì)精軋機(jī)的工作輥和支承輥的輥面進(jìn)行連續(xù)加工磨削，磨削支撐輥采用靜壓中心架，磨削工作輥采用動(dòng)壓中心架。中心架托瓦是否正常，直接影響輥頸精度及以輥頸圓度為基準(zhǔn)的軋輥精度。

1.存在問(wèn)題

萬(wàn)能磨床自生產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，靜壓中心架托瓦異常磨損嚴(yán)重，往往每磨削三四根支撐輥，中心架托瓦就燒損。托瓦修復(fù)時(shí)間長(zhǎng)，耽誤支撐輥的備輥，影響軋機(jī)穩(wěn)產(chǎn)運(yùn)行。主要故障現(xiàn)象有支撐輥輥頸溫度極高，經(jīng)常出現(xiàn)劃線圓周線、糊痕，巴氏合金托瓦頻繁燒損。

2.原因分析

（1）油膜厚度不夠。操作人員多次測(cè)量作用在支撐輥的油膜厚度，靜態(tài)油膜厚度 30～40μm，動(dòng)態(tài)油膜厚度 10～20μm。測(cè)量數(shù)據(jù)表明，輥頸在托瓦表面沒(méi)有被有效托起。另外，軋輥本身的鑄造缺陷，導(dǎo)致輥頸表面部分區(qū)域存在尖峰凸起，尖峰部分的干性摩擦，在輥頸表面產(chǎn)生均勻圓周劃線，散熱不好產(chǎn)生糊痕。

（2）巴氏合金托瓦修復(fù)質(zhì)量不合格。CSP支撐輥輥頸的錐形表面配合托瓦弧的斜弧形表面，原則上要求托瓦的弧面與軋輥表面接觸的面積越大越好。所以，托瓦的修復(fù)難度高，修復(fù)工序復(fù)雜、耗時(shí)，POMINI機(jī)械工程師曾經(jīng)修復(fù)兩對(duì)托瓦，每對(duì)托瓦修復(fù)時(shí)間為6h。如果把修復(fù)質(zhì)量不合格的托瓦投入使用，極易導(dǎo)致頻繁返修的惡性循環(huán)。巴氏合金托瓦的有效工作層僅有10mm，大約修復(fù)七八次就報(bào)廢。所以，能否減少托瓦快速磨損和降低托瓦的報(bào)廢率，直接影響生產(chǎn)成本。

（3）軋輥與床頭撥盤(pán)不同軸

由于工裝或設(shè)備本身缺陷，造成軋輥的傳動(dòng)側(cè)與操作側(cè)的圓度有偏差，即軋輥中心軸線與床頭撥盤(pán)圓心不在同一條軸線上，這種偏差在旋轉(zhuǎn)時(shí)形成振源，振源頻繁沖擊托瓦，加速托瓦損傷。圖1是上軋輥。

圖1

（4）托瓦形式缺陷。CSP磨床托架采用的托瓦形式為80°側(cè)瓦（與垂直線夾角為80°）和較小傾斜角底瓦（與垂直線的夾角為15°）。瓦內(nèi)出稀油，中間油槽回油。這種設(shè)計(jì)導(dǎo)致支撐輥的大部分重量，主要依靠底瓦靠近機(jī)床中心的端部承擔(dān)，同時(shí)80°的側(cè)瓦，造成托瓦潤(rùn)滑油在瓦面聚集不理想，不易與輥頸間形成完整油膜。圖2是中心架低瓦和側(cè)瓦的結(jié)構(gòu)形式。

圖2

二、措施和對(duì)策

1.更換大功率的電機(jī)和油泵

首先POMINI在托瓦稀油靜壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中，忽略了CSP支撐輥37～39t重的影響因素。在確認(rèn)提交的測(cè)試數(shù)據(jù)后，更換大功率電機(jī)和油泵，可確保油膜的有效性和持久性。設(shè)備靜壓系統(tǒng)作相應(yīng)調(diào)整后，作用在支撐輥的靜態(tài)油膜厚度達(dá)到65～75μm，動(dòng)態(tài)油膜厚度為40～50μm，滿足了工藝要求。

2.提高托瓦修復(fù)質(zhì)量

在保證托瓦表面原有的硬質(zhì)點(diǎn)外凸和軟基體內(nèi)凹基礎(chǔ)上，鏟刮、挖槽、打磨，使托瓦弧面順應(yīng)輥頸曲線，軋輥涂色反復(fù)旋轉(zhuǎn)試驗(yàn)鏟刮效果。

3.對(duì)中

在自動(dòng)磨削軋輥前，必須執(zhí)行托架的手動(dòng)和自動(dòng)對(duì)中程序，保證軋輥中心軸線與機(jī)床零點(diǎn)坐標(biāo)系對(duì)中，減輕振源對(duì)托瓦的損傷。同時(shí)修改PLC控制程序，當(dāng)軟著陸開(kāi)始執(zhí)行下降程序時(shí)，中心架靜壓系統(tǒng)脈沖電磁閥打開(kāi)，提早形成預(yù)備的油膜，緩沖軋輥從軟著陸過(guò)渡到瞬間對(duì)托瓦的撞擊，保證油膜面積最大化，減少主軸啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩的負(fù)擔(dān)。圖3、圖4分別是通過(guò)調(diào)節(jié)螺桿來(lái)調(diào)節(jié)底瓦和側(cè)瓦的物理位置，以便達(dá)到對(duì)中的目的。圖5是托瓦供油控制PLC程序流程圖。

圖3

圖4

圖5

4.補(bǔ)償技術(shù)

中心架托瓦結(jié)構(gòu)形式是無(wú)法改變的，但加大油膜厚度，準(zhǔn)確地定位托瓦的物理位置及可靠的安裝完全可以彌補(bǔ)設(shè)備自身的缺陷，消除它們帶來(lái)的不利影響。

三、效果

改進(jìn)后，連續(xù)觀察萬(wàn)能磨床磨削了22根支撐輥，沒(méi)有一次托瓦異常磨損現(xiàn)象發(fā)生。從托瓦使用情況看，理論值托瓦修復(fù)周期達(dá)到20根/次就合格，因此托瓦工作效率大大提高，托瓦的修復(fù)次數(shù)、報(bào)廢數(shù)量以及換瓦所增加的附加工裝時(shí)間減少，數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1。表1中相關(guān)數(shù)據(jù)依照一對(duì)托瓦有兩副，一副托瓦一次修復(fù)時(shí)間為3h，一次換瓦時(shí)間0.5h計(jì)算。修復(fù)時(shí)間=修復(fù)周期×3h。工裝時(shí)間（換瓦和對(duì)中的時(shí)間）=修復(fù)周期×0.5h。

表1 工作效率統(tǒng)計(jì)表