裝配圖航空管道矯直機(jī)送料系統(tǒng)設(shè)計(jì)
裝配圖航空管道矯直機(jī)送料系統(tǒng)設(shè)計(jì),裝配,航空,管道,矯直機(jī),系統(tǒng),設(shè)計(jì)
矯直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)改造 戴德文 郭維筠 王振華 (熱軋部 ) (設(shè)備部 ) 摘要 矯直是軋制過(guò)程中的一道必不可少的工序 ,傳統(tǒng)的兩端軸承支撐的矯直機(jī)支承輥 存 在著密封性差、軸承損壞頻繁與維修成本高等問(wèn)題。將支承輥改為整體軸承單元 ,從而大大 提高了支承輥的使用壽命 ,取得了明顯的經(jīng)濟(jì)效益。 關(guān)鍵詞 矯直機(jī) 支承輥 軸承 改造 Structural Reformation of a Leveler’ s Backup Roll Dai Dewen ( Hot Rolling Department) Guo Weijun Wang Zhenhua ( Equipment Department) ABSTRACT Leveling is an important procedure in rolling process. There exist the problems of worse sealing ,frequent damaging and high maintenance cost in the conventional leveler backup roll sup2 ported by two2end bearing. Both the life2span of backup roll and its economic benefit are greatly increased by transforming the backup roll into integral bearing unit. Key Words Leveler Backup roll Bearing Reformation 1 前言 軋件在軋制 、熱處理、冷卻及運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生 的缺陷 ,在冶金加工廠中常用矯直機(jī)加以糾正。 矯直在冷軋、熱軋等軋制過(guò)程中已成為一道必不 可少的工藝。矯直機(jī)除能糾正軋件的型位缺陷以 外 ,還有破鱗、抗皺和改善軋件產(chǎn)品機(jī)械性能的作 用。隨著用戶對(duì)軋件 ,特別是對(duì)冷軋板、熱軋板的 品質(zhì)要求越來(lái)越高 ,就如何提高矯直機(jī)本身的機(jī) 械性能、加工精度及延長(zhǎng)維修周期、降低生產(chǎn)成本 也成為冶金機(jī)械研究的內(nèi)容。 2 矯直機(jī)支承輥的結(jié)構(gòu) 以熱軋矯直機(jī)為例 ,其支承輥由多輥組合 ,支 承輥上下兩兩與工作輥交錯(cuò)排列 ,熱軋板則在兩 排工作輥間通過(guò) ,其在縱向和橫向得到矯正。為 戴德文 工程師 1964 年生 1985 年畢業(yè)于吉林電氣?？茖W(xué)校 現(xiàn)從事軋鋼設(shè)備專業(yè) 電話 26645779 郵編 201941 了保證矯直質(zhì)量 ,矯直機(jī)的工作輥均采用直徑較 小 ,容易彎曲的單一直輥形 ,而支承輥則采用可單 體調(diào)節(jié)的軸向分段形式 ,以控制工作輥的彎曲撓 度。 以寶鋼 2050 熱軋薄板橫切線 NO12 精矯機(jī)為 例 ,支承輥和工作輥的安置見(jiàn)圖 1 所示。 上、下支承輥基本結(jié)構(gòu)相同 ,均采用輥頸軸承 雙支承結(jié)構(gòu) (見(jiàn)圖 2) 。下支承輥考慮在矯直過(guò)程 中便于去除氧化鐵粉等雜質(zhì)的因素 ,工作表面呈 螺旋槽 ,并在安裝時(shí) ,同組內(nèi)及組與組之間 ,左右 前后均以交錯(cuò)螺旋方向配置。 3 原精矯機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)的缺陷 (1)軸承承載能力較弱 ,使用壽命較短 原精矯機(jī)支承輥采用雙軸頸支承 ,軸承安裝 部位受到限制 ,軸承承載能力不能完全滿足矯直 機(jī)的要求。 以 NO12矯直機(jī)為例 ,軸頸支承軸承型號(hào) : 25 寶 鋼 技 術(shù) 2000 年第 2 期 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 圖 1 支承輥和工作輥安裝示意圖 Fig. 1 Diagrammatic sketch of installing backup roll and working roll 圖 2 原支承輥結(jié)構(gòu)圖 Fig. 2 Structural diagram of original backup roll SL185007 雙列圓柱滾子軸承 ;外形尺寸 : <35 × <62 × 36 mm ;軸承承載能力 :額定動(dòng)載荷容量 : C = 86 730 N ,額定靜載荷容量 : CO = 111 220 N。 根據(jù)軋制原理 ,矯直機(jī)上第三根工作輥的壓 力最大。 Pmax = P3 = 8δ S × e × w/ t 式中 δ S ———矯直鋼板的屈服強(qiáng)度 ,MPa ,優(yōu)質(zhì)碳 素鋼 :δ S = 500 MPa ; t ———矯直機(jī)的輥距 (73 mm) ; e = s/ w ———軋件斷面形狀系數(shù) ; 其中 s ———軋件塑性斷面系數(shù) , s = bh2/ 4 ; w ———軋件彈性斷面系數(shù) , w = bh2/ 6 ; b ———矯直 鋼板的橫斷面寬度 (1 850 mm) ; h ———矯直鋼板 的厚度 (3 mm) 。 則 Pmax = P3 = 228 080 N 根據(jù)上面公式分析下支承輥每組 7 根及工作 輥與支承輥的接觸受力 ,最大支承輥 Ⅲ所承受的 徑向力為 : PⅢ = 30 710 N ; 軸承使用壽命為 : L = ( C/ P)ε = ( 86 730/ 30 710) 10/ 3 = 31183 (百萬(wàn)轉(zhuǎn) ) 式中 ε ———按滾子軸承取值為 10/ 3[1 ]。 NO12 最大軋制線速度 : 140 m/ min ( 619 r/ min) ,軸承每天工作 8 小時(shí) ,使用壽命為 107 天。 根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)幾年統(tǒng)計(jì) ,支承輥軸承基本為每 3 ～ 4 月更換一次。 (2)軸承密封性差 ,潤(rùn)滑條件不足 由于軸承安裝在輥頸部位 ,輥頸又小于輥身 直徑 ,因此 ,軸承在工作中受外界氧化物的侵入可 能性較大 ,再加上采用集中給脂的潤(rùn)滑方法 ,潤(rùn)滑 脂很難進(jìn)入軸承內(nèi)部 ,從現(xiàn)場(chǎng)維修工作中發(fā)現(xiàn) ,極 大部分軸承的損壞均屬氧化物入侵 ,堵塞軸承的 正常運(yùn)行。 (3)支承輥運(yùn)動(dòng)精度差 雙支承形式的支承輥的運(yùn)動(dòng)精度由二部份組 成 : Ki = Kia + Kib 式中 Kia ———軸承內(nèi)套圈的徑向跳動(dòng) ,主要包 括 : Kia1 (軸承內(nèi)套圈的周向壁厚誤差 ) , Kia2 (軸承游隙差 ) , Kia3 (軸承滾子徑向累 積誤差 ) ; Kib ———支承輥的徑向跳動(dòng) ,主要 包括 : Kib1 (支承部位的同軸度誤差 ) , Kib2 (支承輥的周向累積誤差 ) 。 4 新型矯直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu) 根據(jù)對(duì)原矯直機(jī)支承結(jié)構(gòu)的分析及幾年來(lái)的 實(shí)際使用中存在的問(wèn)題 ,先后對(duì) 2050 熱軋線 NO11、 NO12 矯直機(jī)支承輥進(jìn)行改造 ,特別是 NO12 在吸取 NO11 的基礎(chǔ)上作了近一步的更新。 新型矯直機(jī)支承輥的結(jié)構(gòu)將原有的輥頸支承 改為固定支承的滾動(dòng)軸承單元 (見(jiàn)圖 3) 。 5 新型矯直機(jī)支承輥的結(jié)構(gòu)優(yōu)點(diǎn) 511 提高了支承輥的承載能力 以 NO12 矯直機(jī)支承輥為例 ,將傳統(tǒng)的雙支 承結(jié)構(gòu)改為滾筒型結(jié)構(gòu) ,支承輥?zhàn)鳛橐粋€(gè)滾動(dòng)軸 承單元 ,即支承輥輥芯作為軸承的內(nèi)套 ,支承輥的 輥體作為軸承的外套 ,在輥芯和輥筒間安裝滾動(dòng) 體 ,支承輥的兩端直接由墻板固定。 35 戴德文等 矯直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)改造 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 圖 3 新型支承輥結(jié)構(gòu)圖 Fig. 3 Structural diagram of new type backup roll 1 ———蓋板 ;2 ———鍵 ;3 ———墻板 ;4 ———擋圈 ; 5 ———密封圈 ;6 ———滾子 ;7 ———外套 ;8 ———隔圈 ; 9 ———孔用擋圈 ;10 ———軸 支承輥的承載能力為 \[2 \]: C = f c × ( i × L eff × cosα ) 7/ 9 × Z3/ 4 × Da29/ 27 式中 f c ———滾動(dòng)體直徑與節(jié)圓直徑之比的滾子 修正系數(shù) ,取 : f c = 8711 ; i ———滾動(dòng)體列數(shù) , i = 9 ; L eff ———滾動(dòng)體的有效長(zhǎng)度 ,12 mm ; d ———接觸角 α = 0 ; Z ———列滾動(dòng)體的個(gè)數(shù) , Z = 24 ; Da ———滾動(dòng)體直徑 , Da = 6 mm ; 則 C = 248 650 N ,與原結(jié)構(gòu)軸承的承載能力相 比 ,為原來(lái)的 11461 倍。 軸承使用壽命提高了 (11461) 10/ 3≈ 31541 倍 以每天 8 小時(shí)工作 ,則預(yù)計(jì)新型結(jié)構(gòu)的支承 輥使用壽命為 37818 天。 512 提高了軸承的密封性能 新結(jié)構(gòu)矯直機(jī)支承輥的軸承滾動(dòng)體在輥筒 內(nèi) ,同時(shí)兩側(cè)采用內(nèi)骨架雙唇口密封 ,大大提高了 軸承密封性能 ,有效防止了氧化鐵皮進(jìn)入滾動(dòng)體 間。對(duì)已使用的新結(jié)構(gòu)的支承輥拆開檢查 ,在軸 承元件內(nèi) ,幾乎無(wú)氧化鐵皮及雜物進(jìn)入滾動(dòng)體 ,內(nèi) 外滾道的工作表面磨粒磨損現(xiàn)象也不再發(fā)生。 513 有效地提高了支承輥本身的運(yùn)動(dòng)精度 由于支承輥與墻板采用無(wú)滾動(dòng)的支承 ,所以 支承輥的運(yùn)動(dòng)精度只取決于滾筒、輥芯和滾動(dòng)體 三者的加工精度 ,因此影響運(yùn)動(dòng)精度的累積誤差 的因素就少。據(jù)計(jì)算 ,新結(jié)構(gòu)矯直機(jī)支承輥的運(yùn) 動(dòng)精度為 01008 mm(實(shí)測(cè)運(yùn)動(dòng)精度為 01003 mm) 。 514 軸向竄動(dòng)得到限制 矯直機(jī)在矯直過(guò)程中 ,會(huì)產(chǎn)生軸向力 ,導(dǎo)致軸 承及整個(gè)支承輥發(fā)生軸向竄動(dòng)。 NO12 精矯機(jī)根 據(jù) NO11 精矯機(jī)的使用情況 ,采用配磨軸向擋圈 將支承輥的軸向竄動(dòng)量控制在 0165 mm 范圍內(nèi) , 對(duì)延長(zhǎng)密封件壽命及軸承壽命都起了積極作用。 515 新型支承輥降低設(shè)備維修成本 2050 熱軋矯直機(jī) NO11、 NO12 均已改造完畢 , 新型矯直機(jī)支承輥的質(zhì)量及矯直機(jī)的整體質(zhì)量有 了明顯的提高。特別是 NO12 矯直機(jī)支承輥的密 封、軸向竄動(dòng)及卡簧配置等在 NO11 改造基礎(chǔ)上 有了很大改進(jìn) ,承載能力也有了提高。經(jīng)實(shí)際使 用 NO12 矯直機(jī)僅一年產(chǎn)生直接經(jīng)濟(jì)效益 233128 萬(wàn)元。徹底改變了原引進(jìn)德國(guó)支承輥的缺陷和問(wèn) 題 ,有力地保證了生產(chǎn) 3 mm 以下薄板的需要 ,為 提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和降低設(shè)備維修成本 ,發(fā) 揮了重大作用。 6 結(jié)束語(yǔ) 由于新型支承輥的優(yōu)點(diǎn)明顯 ,效果顯著 ,而且 通過(guò)寶鋼熱軋精矯機(jī)支承輥的成功改造 ,為國(guó)內(nèi) 設(shè)計(jì)和制造新型支承輥打下了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ) ,找到了 可靠依據(jù)。目前 ,寶鋼 2030 冷軋機(jī)組在 1999 年 已立項(xiàng)國(guó)產(chǎn)化 ;寶鋼益昌薄板廠也了解過(guò)這種結(jié) 構(gòu)改進(jìn)后的情況 ,并有改進(jìn)的意向。 隨著軋鋼工業(yè)的發(fā)展 ,用戶對(duì)軋件的形位公 差、表面質(zhì)量的要求越來(lái)越高 ,國(guó)外先進(jìn)國(guó)家對(duì)矯 直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)研究也越來(lái)越深入 ,多輥矯直機(jī) 支承輥采用整體軸承單元已是國(guó)際上發(fā)展的趨 勢(shì)。通過(guò) 2050 熱軋 2 # 精矯機(jī)支承輥改造 ,說(shuō)明 國(guó)內(nèi)已具備生產(chǎn)、制造高精度、小直徑新型支承輥 的技術(shù)和能力 ,開拓了寶鋼乃至國(guó)內(nèi)同類冶金企 業(yè)矯直機(jī)的支承輥改造、國(guó)產(chǎn)化的廣闊前景。 參 考 文 獻(xiàn) 1 SKF 公司編 1SKF 軸承綜合型錄 1 上海 :上?？茖W(xué)技術(shù)文獻(xiàn)出 版社 ,1994 :28 2 錦林英一 1〈日本〉轉(zhuǎn)が ?軸受 の選 び方 1 使 い方 1 日本規(guī)格 協(xié)會(huì) ,1982 :84 編輯 馬凱利 (改稿日期 1999 年 12 月 6 日 ) 45 寶 鋼 技 術(shù) 2000 年第 2 期 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.
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