八鋼中厚板3500mm精軋機機架輥結構改進

張國棟

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

八鋼中厚板3500mm精軋機機架輥結構改進

張國棟

（新疆八一鋼鐵股份有限公司）

八鋼中厚板3500精軋機出入口機架輥正反轉頻繁，容易損壞，一旦發(fā)生故障影響正常生產。經(jīng)過一系列改造，中厚板350精軋機把機架輥壽命由6個月提高到10個月以上。

機架輥；應力集中；油孔；在線壽命

1 前言

八鋼中厚板廠3500精軋機出入口機架輥均重20t，它是軋制過程中與主機聯(lián)系最緊密的設備之一。它將鋼板順利送入軋機輥縫并接受軋出的軋件。其結構主要有輥子、電機、花鍵軸、軸承座、中間軸組成。因為精軋機為可逆式軋機，軋制出一塊鋼板就要經(jīng)過十幾次的正反轉動。因而機架輥正反轉頻繁，工作條件惡劣，受正反沖擊，負荷大，容易損壞。機架輥一旦發(fā)生故障（死輥或被動轉）鋼板都無法正常咬入和拋出軋機。八鋼中厚板廠自2009年投產到2014年底，機架輥在線壽命只有6個月，自2015年對機架輥應力集中進行優(yōu)化、油孔進行改造、材質改良等一系列措施，至2016年8月，機架輥在線壽命達到了10個月。

2 問題分析

2.1 斷裂與應力集中的問題

見圖1和圖2。由圖1可知機架輥存在兩處應力集中，結合圖2產生斷裂的部位正是圖1中兩處應力集中的地方。精軋機設計是按照雙機架生產設計，而中厚板生產常常單機架運行，這加大了精軋機負荷。因此，從改良機架輥著手，提高其抗疲勞強度以適應生產要求。

圖1 應力集中位置

2.2 潤滑效果差

由圖3可知，花鍵槽損壞基本都是潤滑不到位所致。原機架輥花鍵處潤滑完全由軸承盒油打滿后由內端口進入花鍵配合面，完成潤滑補油，這種補油方法在花鍵潤滑油量上無法保證。致使?jié)櫥踊?/p>

2.3 機架輥材質抵抗腐蝕、高溫、疲勞的能力較弱

由圖4可知，機架輥下線后表面存在嚴重剝落，劃痕等缺陷，不符合現(xiàn)場使用標準要求。輥面出現(xiàn)剝落、劃痕等缺陷，鋼板容易引起劃傷，產生質量缺陷，必須進行更換機架輥，才能維持生產。

圖2 機架輥斷裂形貌

圖3 機架輥花鍵潤滑不良留痕

圖4 機架輥表面缺陷

3 改進措施

圖5 機架輥增大過渡角局部圖

3.1 應力集中優(yōu)化

首先是應力集中需要通過增大過渡圓角來實行現(xiàn)，為此，將R20改成R100和R30雙圓弧銜接，將R3改成R5。見圖5。

3.2 潤滑方式改進

在輥軸與花鍵面增設潤滑孔，與軸承潤滑點連通，在對軸承潤滑同時可完成對花鍵軸的潤滑工作。具體位置參見圖6。

3.3 輥子材質改造

在線使用機架輥材質為45#鍛鋼，表面熱處理硬度HB217～255。軋制中經(jīng)常出現(xiàn)表面剝落，從而影響鋼板下表面質量，出現(xiàn)這種情況后只能更換機架輥，下線后對輥面進行修復，不僅影響生產，還導致維護費用上升。

為努力提高使用壽命，從減小機架輥的飛輪力矩入手。因為輥子的轉動慣量與直徑呈平方關系，故在滿足鋼板沖擊負荷所需要強度的前提下，機架輥直徑越小越好，線速度越高效果越好。目前，中厚板因軋機安裝位置及軋制速度受限，機架輥直徑、轉速進一步提高無法實現(xiàn)，因此要延長機架輥使用壽命只有從材質入手。借鑒國內同類行業(yè)，將45#鍛鋼更換為高強度的材料35CrMo，其表面熱處理硬度HB250～280。

圖6 增設潤滑孔

4 效果

改進措施逐步實施后，機架輥運行平穩(wěn)，沒有出現(xiàn)因故障問題導致機架輥被動下線的情況發(fā)生。將機架輥更換周期由改造前的5～6個月調整為9～10個月。對下線機架輥的檢查狀態(tài)看，潤滑良好，沒有裂紋，表面狀況能滿足鋼板表面質量的中等要求，保守認為機架輥還可以使用。在現(xiàn)場生產中應盡可能延長精軋機架輥的使用壽命，保證產品質量，也是設備維護工作者工作的目標和方向。

[1]張蜀紅.淺析機械設備的維護與管理[J].內江科技，2010，（6）.

[2]邱宣懷.機械設計-北京：高等教育出版社，2004，5.

[3]王文斌.機械設計手冊.-北京：機械工業(yè)出版社，2004.8.3

Optimization of Frame Roll Structure of 3500mm Finish Mill at Medium Plate Plant of Bayi Steel

ZHANG Guo-dong
（XinjiangBayi Iron&Steel Co.,Ltd）

Rack roller of 3500 finish rolling machine for medium plate plant in Bayi steel is positive frequently,easy to damage,once these equipment break down,it affects normal product.After a series of transformation,the shelf life of the rack roller has been increased from6 months tomore than 10 months

rack roller;stress centralized;oil hole;online life

TG333.4

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1672—4224（2016）04—0051—03

聯(lián)系人：張國棟，男，46歲，工程師，烏魯木齊（83002）新疆八一鋼鐵股份有限公司軋鋼廠中厚板分廠

E-mail：zhanggd@bygt.com.cn