论文部分内容阅读
[摘 要]本文从棒材轧制设备方面入手，分析了影响轧机机组运行稳性性的原因，并对各个原因提出了相应的解决方案，经过实施后机组运行稳定性大大提高。
[关键词]轴承装配 减速机优化 万向接轴
中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-606-02
1 前言
第二轧钢车间工艺改造后，精轧出口速度从8- 9米提高至10- 13米，在最初的生产过程中，精轧机组表现出较大不适应，接轴托架及轧机本体晃动剧烈，影响到车间生产的顺行和车间产能的发挥.而且，車间面临产品结构调整，生产规格向两端宽延，产能提升，轧制速度进一步提高，精轧机组运行稳定性成为车间生产顺行的关键点.
2 现状分析
根据不同的生产规格，成品速度进一步提高到15米左右，精轧机组运行稳定性问题逐渐暴露出来，主要表现在：托架与轧机本体仍有较大晃动，轴套连接螺栓松动，减速机轴承寿命缩短，停机维修时间较长，不能适应高速高效生产模式的要求.
2.1 减速机轴承装配方式存在缺陷
13#- 16#减速机轴承与箱体间设计有偏心套，轴承外圈与偏心套采用过渡配合，因此，轴承在箱体内的径向固定并不十分紧密。轴承经过长时间运转或受到过钢冲击的影响，外圈与偏心套之间发生位移，使轴承的周向定位失效，高速生产条件下，轴承易损坏。（图1）
3.1 减速机优化
对速度较高的15H、16H减速机进行优化设计，提高箱体的加工精度，取消了轴承外的偏心套。轴承直接安装在上下箱体的轴承座内，通过联接螺栓固定好。轴承的轴向、径向定位可靠，适应高速运转的要求，运转状态不会因温度、冲击等外部因素的影响而发生变化，使用寿命延长。
3.2 万向接轴选型
受机列各设备间间距及联接方式的限制，万向接轴在重新选型时，只能从减小回转直径、减小转动惯量上着手。根据万向接轴产品手册，与现用SWL- II285型接轴接近型号为SWL- II250型，公称扭矩71KN·m。
3.2.1 接轴传递转矩计算
当精轧机成品出口速度16米/秒时，接轴每分钟转数n=874；
电机功率P=1400KW，减速机速比i=1.07；
从电机传递到接轴的理论转矩：
根据计算，SWL- II250型万向接轴公称扭矩略大于接轴所要传递的转矩，安全系数较低。接轴关键部位为花键副和十字轴，因此，选用SWL- II250型时需提高这两部分的力学性能。标准产品花键副材质为42CrMo，调质、表淬硬度HRC≥54～60。为进一步提高花键齿的表面硬度、耐磨性和疲劳强度，在调质后选择渗氮处理，渗氮层深度0.4mm，表面硬度HV493～599。渗氮还可提高钢的疲劳强度25～32%，可充分满足现场传动需要。原用接轴十字轴材质为40Cr，调质后力学性能σb=735，σs=540；现选用42CrMo，调质处理后力学性能达到σb=1080，σs=930。通过此两项措施的实施，SWL- II250万向接轴成功应用于精轧机组，并取得了良好效果。
3.3 轧辊轴套优化
原轴套与法兰间花键配合存在间隙，产生冲击造成传动不平稳，不适合高速传动的需要，因此，2011年，对轴套的联接形式进行了改进：分别取消了轴套与法兰的花键部分，在法兰与轴套两端面开键槽，装配端面键并用六个M20内六角螺钉来固定。（图4）
图4 改型轧辊轴套由于平键与键槽配合紧密，无间隙，不产生磨损，因此无冲击、振动，传动平稳，螺栓固定可靠无松动，轴套上轴承的使用周期延长。另一方面，轴套与法兰易于加工，制造费用降低。
4.1 减速机优化后，上线运行近一年无隐患，与优化前对比，减少热停工时24小时/年，减少轴承消耗6～8套/年；
4.2 万向接轴重新选型，轧辊轴套改进，使得轧线速度提高到14.7米时，设备保持良好的运行状态，为生产的顺行、产品质量的稳定奠定了基础。轧辊轴套、接轴托架等设备的使用寿命从3个月提高到6个月，年可减少轴套消耗24套，托架4架；同期对比减少热停工时24小时。
4.3 经过以上几项的优化，精轧运行稳定性提高，设备潜能得到释放，生产效率大大提高。
作者简介：
陈斌（1984-） 山西晋中人，本科，专业方向：机械及液压维护。
[关键词]轴承装配 减速机优化 万向接轴
中图分类号：TF046.6 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）17-606-02
1 前言
第二轧钢车间工艺改造后，精轧出口速度从8- 9米提高至10- 13米，在最初的生产过程中，精轧机组表现出较大不适应，接轴托架及轧机本体晃动剧烈，影响到车间生产的顺行和车间产能的发挥.而且，車间面临产品结构调整，生产规格向两端宽延，产能提升，轧制速度进一步提高，精轧机组运行稳定性成为车间生产顺行的关键点.
2 现状分析
根据不同的生产规格，成品速度进一步提高到15米左右，精轧机组运行稳定性问题逐渐暴露出来，主要表现在：托架与轧机本体仍有较大晃动，轴套连接螺栓松动，减速机轴承寿命缩短，停机维修时间较长，不能适应高速高效生产模式的要求.
2.1 减速机轴承装配方式存在缺陷
13#- 16#减速机轴承与箱体间设计有偏心套，轴承外圈与偏心套采用过渡配合，因此，轴承在箱体内的径向固定并不十分紧密。轴承经过长时间运转或受到过钢冲击的影响，外圈与偏心套之间发生位移，使轴承的周向定位失效，高速生产条件下，轴承易损坏。（图1）
3.1 减速机优化
对速度较高的15H、16H减速机进行优化设计，提高箱体的加工精度，取消了轴承外的偏心套。轴承直接安装在上下箱体的轴承座内，通过联接螺栓固定好。轴承的轴向、径向定位可靠，适应高速运转的要求，运转状态不会因温度、冲击等外部因素的影响而发生变化，使用寿命延长。
3.2 万向接轴选型
受机列各设备间间距及联接方式的限制，万向接轴在重新选型时，只能从减小回转直径、减小转动惯量上着手。根据万向接轴产品手册，与现用SWL- II285型接轴接近型号为SWL- II250型，公称扭矩71KN·m。
3.2.1 接轴传递转矩计算
当精轧机成品出口速度16米/秒时，接轴每分钟转数n=874；
电机功率P=1400KW，减速机速比i=1.07；
从电机传递到接轴的理论转矩：
根据计算，SWL- II250型万向接轴公称扭矩略大于接轴所要传递的转矩，安全系数较低。接轴关键部位为花键副和十字轴，因此，选用SWL- II250型时需提高这两部分的力学性能。标准产品花键副材质为42CrMo，调质、表淬硬度HRC≥54～60。为进一步提高花键齿的表面硬度、耐磨性和疲劳强度，在调质后选择渗氮处理，渗氮层深度0.4mm，表面硬度HV493～599。渗氮还可提高钢的疲劳强度25～32%，可充分满足现场传动需要。原用接轴十字轴材质为40Cr，调质后力学性能σb=735，σs=540；现选用42CrMo，调质处理后力学性能达到σb=1080，σs=930。通过此两项措施的实施，SWL- II250万向接轴成功应用于精轧机组，并取得了良好效果。
3.3 轧辊轴套优化
原轴套与法兰间花键配合存在间隙，产生冲击造成传动不平稳，不适合高速传动的需要，因此，2011年，对轴套的联接形式进行了改进：分别取消了轴套与法兰的花键部分，在法兰与轴套两端面开键槽，装配端面键并用六个M20内六角螺钉来固定。（图4）
图4 改型轧辊轴套由于平键与键槽配合紧密，无间隙，不产生磨损，因此无冲击、振动，传动平稳，螺栓固定可靠无松动，轴套上轴承的使用周期延长。另一方面，轴套与法兰易于加工，制造费用降低。
4.1 减速机优化后，上线运行近一年无隐患，与优化前对比，减少热停工时24小时/年，减少轴承消耗6～8套/年；
4.2 万向接轴重新选型，轧辊轴套改进，使得轧线速度提高到14.7米时，设备保持良好的运行状态，为生产的顺行、产品质量的稳定奠定了基础。轧辊轴套、接轴托架等设备的使用寿命从3个月提高到6个月，年可减少轴套消耗24套，托架4架；同期对比减少热停工时24小时。
4.3 经过以上几项的优化，精轧运行稳定性提高，设备潜能得到释放，生产效率大大提高。
作者简介：
陈斌（1984-） 山西晋中人，本科，专业方向：机械及液压维护。