單機(jī)架六輥可逆軋機(jī)卷取機(jī)外支撐優(yōu)化設(shè)計(jì)

梁小田 黃小全 侯方洋 胡志輝

（中冶南方（新余）冷軋新材料技術(shù)有限公司，新余 338025）

中冶南方（新余）冷軋新材料技術(shù)有限公司單機(jī)架六輥可逆軋機(jī)為國內(nèi)第一套生產(chǎn)高強(qiáng)鋼的國產(chǎn)化小輥徑軋機(jī)，主要產(chǎn)品為35W440及50W470牌號(hào)硅鋼。在生產(chǎn)運(yùn)行過程中，存在入出口卷取張力波動(dòng)大，卷取機(jī)軸頭周向跳動(dòng)大的問題，直接影響軋機(jī)提速及卷取機(jī)卷筒軸的使用壽命。

1 機(jī)組主要參數(shù)及外支撐設(shè)計(jì)原始設(shè)計(jì)情況

機(jī)組主要參數(shù)的基本情況如表1所示。

表1 機(jī)組主要參數(shù)

卷取機(jī)外支撐為液壓擺臂式，半包圍結(jié)構(gòu)，A、C點(diǎn)為固定點(diǎn)，外支撐通過液壓缸動(dòng)作來支撐卷取機(jī)卷筒軸頭，外支撐卷取機(jī)軸頭外圓與轉(zhuǎn)向輥外圓切線相對(duì)水平線位置的夾角為29°，卷取機(jī)軸頭C的切點(diǎn)與轉(zhuǎn)向輥切點(diǎn)的連線（張力線）相對(duì)水平線位置的夾角為42°，如圖1所示。

圖1 舊外支撐布局圖

在生產(chǎn)狀態(tài)下，卷取機(jī)上鋼卷卷重持續(xù)變化，假設(shè)卷筒軸頭C點(diǎn)所受張力不變的情況下，根據(jù)受力的平行四邊形法則，當(dāng)卷重逐漸減小時(shí)，C點(diǎn)所受帶鋼張力與卷重所受的合力的大小一直在變小、合力角度也在變小。

2 存在的問題

軋機(jī)2016年6月前后，軋機(jī)入出口卷筒軸出現(xiàn)3次斷裂事件，嚴(yán)重影響生產(chǎn)。用百分表對(duì)卷筒軸在建張生產(chǎn)中的周向跳動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)量發(fā)現(xiàn)：建張180kN時(shí)，入口卷筒軸往機(jī)架拉動(dòng)1.2mm，出口卷筒軸C點(diǎn)位置往機(jī)架拉動(dòng)2.18mm，運(yùn)行中卷筒軸周向跳動(dòng)值波動(dòng)都超過1mm，且肉眼能清晰的看見卷筒軸頭與外支撐相對(duì)位置變化。根據(jù)以上情況確定卷取機(jī)運(yùn)行過程中周向跳動(dòng)過大為軋機(jī)卷取機(jī)卷筒軸斷裂的一個(gè)主要原因。

3 整改方案

基于以上分析，軋機(jī)卷筒軸跳動(dòng)過大造成卷筒軸承受較大的外力。在卷筒高速旋轉(zhuǎn)過程中，由于合力角a在逐漸減小，需將卷筒軸頭C點(diǎn)處受力加以平衡，以限制卷筒軸的跳動(dòng)。具體方案如下：外支撐B點(diǎn)及卷筒軸C點(diǎn)位置保持不變，將外支撐對(duì)卷筒軸支撐的包角改大（C點(diǎn)卷筒軸軸頭位置），考慮AC間支撐臂動(dòng)作時(shí)設(shè)備干涉情況，修改的包角必須小于42°，擬取41°，A點(diǎn)位置需相應(yīng)做調(diào)整，如圖2所示。

圖2 新外支撐布局圖

具體優(yōu)化措施：首先在41°角度線上，綜合其他因素，A點(diǎn)位置上移252.25mm，左移動(dòng)177.32mm；其次相應(yīng)更換新的外支撐臂和托塊；最后為保持整個(gè)外支撐機(jī)構(gòu)在打開和閉合狀態(tài)下與改造前各桿件的相對(duì)角度不會(huì)有太大變化，相應(yīng)增加了連桿的臂長；同理，相應(yīng)增加液壓缸的伸出長度，并且使連桿機(jī)構(gòu)的各個(gè)銷軸及其軸承等均利舊。

通過修改設(shè)計(jì)將外支撐塊與卷筒軸接觸弧長高度值增加了40mm，外支撐卷取機(jī)軸頭外圓與轉(zhuǎn)向輥外圓切線相對(duì)水平線位置的夾角由原來的29°增加至41°，包角增大了12°。

4 整改效果

在新支撐塊安裝調(diào)整到位后，再次在卷筒軸軸頭處檢測(cè)發(fā)現(xiàn)卷筒軸在建張最大時(shí)入口軸往機(jī)架拉動(dòng)0.3mm，出口卷筒軸往機(jī)架拉動(dòng)0.4mm，卷筒軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)波動(dòng)在0.1mm以內(nèi)；卷筒軸運(yùn)行過程的穩(wěn)定性大大提高，軸的正常使用壽命將大大延長，且肉眼不能看見卷筒軸頭與外支撐的相對(duì)位置變化。

5 結(jié)語

外支撐措施后，單機(jī)架6輥可逆軋機(jī)卷取機(jī)軸頭跳動(dòng)問題得到控制，軸頭周向跳動(dòng)值由原來的1mm減少為0.1mm，卷取機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到極大提高。