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摩根高线辊箱错辊问题的分析与改进
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青钢精轧机辊箱装配精度对成品质量的影响
关键词：测量;线材;轴承;公差;轧制;图;缓冲;备件;磨损;轧辊
　　随着中国钢铁工业的迅猛发展，钢铁市场的竞争更加激烈，市场对产品精度的要求也越来越严格。在青钢总公司对质量、品种、效益年活动的要求下，青钢珏尊线材厂通过技术改造，积极参加高附加值产品的研发，主要产品由原来的焊丝钢（ER50-6E、ER50-C）、硬线系列（45#、60#、70#等）开始向高质量、高附加值的胎圈钢丝（C72DA、C82DA）方面转变。根据市场要求，珏尊线材厂生产胎圈钢丝系列产品过程按C级精度（按￠5.5-10mm线材产品来说，外径公差±0.15mm，椭圆度≤0.24）控制。2011年累计生产胎圈钢丝20多万吨。　　青钢珏尊线材厂精轧机组（简称BGV）为DANIELI公司设计制造，采用10架连轧布置，是线材成型的重要设备。由于该设备无配套的减定径机组，对控制产品精度而言，不管从工艺控制角度还是辊箱装配精度及维护，都增加了很大困难。面对产品的质量反馈和成材率较低的问题，生产人员通过各种努力，提高了产品的精度等级。以下从精轧机辊箱装配及维护角度，探讨通过提高BGV辊箱装配精度，保证产品C级精度生产的问题。　　1、BGV辊箱　　BGV辊箱是精轧机组的重要组成部分，是线材最终的成型设备。主要由几部分组成：两根轧辊轴、两个偏心套、支承偏心套的箱体，辊缝调整装置。辊箱沿两辊轴中心线左右对称。见图1。轧辊轴2依靠上油膜轴承6、下油膜轴承3的支承来轧制线材产品，用一对E255角接触球轴承来实现轴向定位，靠调整丝杠带动一对偏心套的旋转来调整两轧辊轴的中心距。　　&　　图1：辊轴装配图　　1-E255轴承；2-轧辊抽；3-下油膜轴承；4-偏心套；5-箱；6-上油膜轴承；7-辊环　　2、辊箱的理论轧制状态与故障种类　　在辊箱装配过程中，通过保证辊环7下端到箱体B面距离A，来获得辊环的轧制中心线位置的。（A值为480+0，1）；两辊轴A尺寸的差值不超过0.01mm。理想的轧制状态为：（1）调料装置拉动偏心套旋转到一定位置，得到所需的辊缝后，两辊轴中心线恒定不变（即辊轴中心线位置在径向不发生改变）。（2）辊环7轧制中心线到箱体B面距离和位置均恒定不变（即轧制中心轴向恒定不变）。　　实际情况是在轧制过程中，随着各零部件的受力失效及磨损现象的发生，轧槽位置在轴向及径向两方向均能发生改变，从而使调整好的辊缝尺寸发生改变，造成产品尺寸超差。　　3、故障产生原因分析及处理　　3.1、轴向定位的失效　　3.1.1、轴承两端缓冲垫圈的失效　　轴向定位依靠一对E255角接触高精度球轴承来实现，轴承安装形式为面对面安装，其上下两端均有一个中间充胶的缓冲垫圈，见图2。缓冲垫圈的失效是引起轴向蹿动的主要原因。　　&　　图2：E255轴承安装图　　8-压盖；9-轴承座功；10-缓冲垫　　失效形式：缓冲垫圈两端面磨损；缓冲垫圈中间橡胶被挤出或者完全裂开。　　原因分析：装配尺寸不合适。要求装配前，压盖未压紧时压盖8与轴承座9两接触端面间有D1=0.1mm的间隙（可用深度千分尺检查）。当D1值过大时端盖在螺栓紧固力的作用下对缓冲垫圈过分挤压，长时间作用会出现橡胶被挤出，缓冲垫从中间裂开的现象。当D1值过小（或为负数）时，在轧钢过程中，辊轴在轴承座内产生轴向的微量蹿动，一方面易引起缓冲垫的端面磨损，另一方面轴承和缓冲垫在高频率轴向力的作用下更容易损坏，寿命大大缩减，造成轴向更大的蹿动量。　　解决方法：（1）装配辊箱时严格保证D1的尺寸，用深度千分尺测量确保压盖8和轴承座9之间的间隙为0.1mm，通过加入垫片和加工调整压盖8的尺寸，以保证轴承的正确固定。（2）定期用百分表在线检测轴向窜动量。当轴向串动量超过0.1mm时，该辊箱就应离线维修。（3）固定压盖8的螺栓用定力矩扳手紧固，紧固力矩为43Nm，以保证获得均匀的压紧力。　　3.1.2、偏心套轴向定位产生的间隙　　通过8255轴承的轴向定位，将轧辊轴和偏心套固定在一起，通过滑块11将组装好的偏心套固定在箱体上（螺栓固定），见图3。压块11与偏心套滑槽之间的间隙合理范围为0.015mm~0.02mm，该数值小于0.015mm时会使偏心套转动困难，不利辊缝调节的操作。同时，在不断地辊缝调节操作中，压块11与偏心套滑槽之间会摩损，当间隙过大时也会引起轴向的蹿动。　　&　　图3：偏心套局部安装图　　解决方法：下线维修的辊箱先用百分表测量偏心套的轴向串动量（表针接触压盖8端面，用撬杠撬动下偏心套9）。当间隙大于0.02mm时，拆下压块11，对压块厚度与滑槽尺寸进行测量。按表1所示，理论数据对压块和偏心套滑槽尺寸进行测量，参考理论间隙，通过测量滑块厚度选择合适的滑块进行配装。必要时可将尺寸超差的滑块上磨床进行修磨，使该间隙达到要求的理论值。　　表1：偏心套滑道及压块的公差范围mm
　　偏心套滑道理论宽度
　　理论间隙
　　偏心套滑道可用宽度
　　备件压块的控制厚度
　　250-0.05
　　0.015-0.02
　　250+0.1
　　25-0.08-0.02
　　3.1.3、尺寸值A的优化　　设定理想的尺寸A值。由于辊轴、偏心套及箱体在长度上均存在一定的公差，导致随机装配48mm的变化范围可能会超出0-0.1mm的范围，此时可通过在件与箱体接触面之间加调整垫片的方式使A的公差调到0-0.1mm的合理范围内，见表2。可以根据近期所装箱体的实际尺寸来选择A的理想值，将A值设定在48.04mm。　　表2：年在线各架次辊箱A尺寸的测量值
　　精轧机架次
　　平均值mm
　　A值mm（2010年）
　　A值mm（2011年）
　　调整方法：（1）通过超薄调整垫片对A值进行微调，最薄垫片为0.02mm。再将厚压块上磨床进一步磨削加工。通过上述调整，将各架次尺寸A的值控制在48.04±0.02mm的范围内，这从10架轧机连轧的角度考虑，减小了轧制中心线的同轴度公差，更有利于轧制过程中产品形状公差的控制。（2）消除备件的加工公差引起的A值波动。精轧机辊箱在装配过程中，A值的测量使用一个厚度为330+0.04量块进行测量调整，而实际使用中则安装了一个内滑环和一个外滑环来取代量块的尺寸，而内、外滑环在加工过程中都存在尺寸偏差，这样势必引起上下辊A值的尺寸差的变化。（标准值要求不大于0.01mm）　　表3：偏心套与辊箱配合尺寸检测表
　　新备件测量值
　　理论值
　　使用一年离线后测量值
　　处理意见
　　辊箱内孔上（mm）
　　Ф188+0.01
　　Ф188H6
　　Ф188+0.02
　　继续使用
　　前偏心套外径（mm）
　　Ф188-0.06
　　Ф188f6
　　Ф188-0.08
　　解决办法：（1）在组装辊箱的实践中，确定了内滑环的厚度值为13.50+0.04mm；外滑环的厚度值为19.50+0.04mm，作为备件的加工和验收依据。（2）在装配过程中通过对内、外滑环厚度值的测量，选配厚度和的差值符合要求的进行配对使用。（3）在辊箱装配检测中，不使用量块，直接将合格的内滑环、外滑环安装到位，进行A值的测量。　　3.2、径向尺寸变化对线材成品尺寸的影响　　通过轧辊轴2的高速旋转带动润滑油在上油膜轴承6、下油膜轴承3之间形成油膜支承轧辊轴来轧制线材产品。　　3.2.1、径向定位失效表现　　辊缝尺寸不稳定，成品架次辊缝尺寸不易控制，线材产品直径忽大忽小（俗称线材偏心）。　　3.2.2、故障产生的类型　　（1）油膜轴承内表面的巴氏合金，在轧机启动热车过程中易磨损，造成轴和油膜轴承之间间隙变大。　　（2）在调料过程中，偏心套旋转，其外表面和箱体内表面磨损也造成两者间隙变大，影响辊轴的径向定位。　　3.2.3、故障原因分析　　（1）油膜轴承内表面巴氏合金厚度约为40μm-55μm，由于其厚度太薄，在油品污染、乳化、轧机不按正常启动程序启动的情况下，巴氏合金层会造成磨损。此情况容易引起油膜轴承处辊轴的抱死，引起油膜轴承的过度磨损，使径向间隙超差。在装配过程中应及时更换过度磨损的油膜轴承。　　（2）由于DANIELI轧机为悬臂式轧机，且前偏心套（4上端部分）外表面为球面，在调料过程中，特别是在正常生产中因轧槽老化调整辊缝时，偏心套和箱体在负载情况下旋转，易磨损造成径向间隙过大。　　3.2.4、故障处理方法　　（1）当出现线材产品直径忽大忽小的情况时，可用百分表对其径向间隙进行测量，当径向综合间隙大于0.392mm时应下线检查。　　（2）按表3所列的箱体内孔及偏心套外径的理论值测量偏心套和箱体的尺寸，决定零件是否可用。并按测量尺寸结合理论值选择所需尺寸的备件，匹配好新箱体与偏心套。　　（3）在辊箱的装配过程中，要用内、外径千分尺测量油膜轴承和辊轴的配合面尺寸，同一个辊箱中要选择配合间隙接近的辊轴进行装配。　　4、结语　　2011年以来，通过对精轧机辊箱装配中轴向和径向间隙的检测及控制，使珏尊线材厂精轧机装配精度大为提高，大大减小了无减定径机组对轧制工艺造成的不利影响，为C级精度产品的生产创造了良好条件，2011年C级产品合格率为97.85%。近年来，经过对在线辊箱全部检测，在两条线更换了11只按上述方法安装调整的辊箱，使生产过程控制更加容易，产品质量也上了一个新台阶，为精轧机备件国产化提供了宝贵的经验。精轧换辊操作技术_百度文库
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精轧换辊操作技术
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