酸洗冷軋(zhá)帶鋼傳遞輥軸承座斷裂因素分析與對策

2014-01-17

肖富英1 周知進2 卜(bo)英(yīng)勇1
(1.中南大學機電工程學院,湖南長沙 410083;2.湖(hú)南科技大(dà)學機電工程學院(yuàn),湖南湘潭 411201)
  摘 要:漣(lián)鋼酸洗冷軋生產線7#糾偏(piān)輥、2#張力輥支(zhī)撐軸(zhóu)承座處再次發生斷裂,輥子移位,使護梁扭彎和支架變形。本(běn)文分析(xī)了軸承座發(fā)生斷裂及變形的原因,提出了解(jiě)決問題的措施。
  關鍵詞:鋼帶傳(chuán)遞輥;軸承(chéng)座;斷(duàn)裂;對策
  1 前言
  漣鋼酸洗冷軋生產(chǎn)線選用三菱日立公司Z先進的UCM六輥(gǔn)軋機,從酸洗段出口活套來的板(bǎn)帶,存在(zài)偏離軋製中心線的情況,於是在軋機入(rù)口(kǒu)側設置有粗、精雙糾偏(piān)輥子,有利於板帶對中(zhōng)。雙糾偏輥子(zǐ)采用電感式CPC液壓驅動,提高板帶糾偏響應速度。同時,在(zài)軋機入口側設(shè)置有四個張力輥,一方麵,不使板帶跑偏,另一方麵,在軋機入口(kǒu)建立穩定的張力,有利於軋機帶張力(lì)軋製(zhì),生產高質量板形的帶鋼。
  2005年9-10月,漣鋼冷(lěng)軋板廠酸洗冷軋(zhá)線7#糾偏輥、2#張(zhāng)力輥(見圖1)支撐軸承座(zuò)處兩次發生斷裂,輥子移位衝擊護梁,使支架變形。
 

圖(tú)1 鋼帶傳送係統中的(de)7#糾偏輥(左)2#張力輥(gǔn)(右)
  2 軋機的主(zhǔ)要參數
  No.1軋機入(rù)口速度 Z大1250m/min
  No.4軋機出口速度 Z大330m/min
  軋機牌坊尺寸   500mm×820mm
  工作輥直(zhí)徑    Ø425 Ø385mm
  中間輥直徑    Ø490 Ø440mm
  支承輥(gǔn)直徑    Ø1300 Ø1150mm
  Z大軋製(zhì)力    22MN(液壓壓下)
  中間輥竄(cuàn)輥力   1MN
  中間輥竄輥行程  500mm
  工作輥正、負彎輥力 0.36MN/軸承座
            0.18MN/軸承座
  中間輥正彎輥力 0.50MN/軸承座(zuò)
  上支承輥平衡力 0.60MN/輥子
  3 報廢軸承座分析
  為了(le)便於分析,表1列(liè)出了軸承(chéng)座(zuò)、軸承型號(hào)等數據。
 
表1 軸承座(zuò)、軸(zhóu)承的型號對應一覽表
  檢驗2005年10月發生斷裂軸承座,從實物斷痕(hén)看,軸承座斷痕是沿底座支撐壁發生的。而同截麵支撐壁兩(liǎng)端比兩側厚度尺寸差別明(míng)顯,用遊標卡尺測量與軸向方向垂直的壁厚,尺(chǐ)寸在7~10mm範圍內(nèi)波動。
  軸承座斷裂的原因:
  (1)軸承座的壁厚偏(piān)小。標(biāo)準設計要求壁厚為10mm,顯然7mm的座壁偏小,也就是說壁厚比要求的厚度降低了30%。設計中必須保證鑄件的壁厚大於規定的Z小壁厚且壁厚(hòu)要均勻,這是軸承座斷裂的原因之一(yī)。軸承座同(tóng)截麵壁厚相差太大,鑄(zhù)件在凝固過程中冷卻速度不(bú)一致(zhì),薄壁冷(lěng)卻快,產生(shēng)壓應力,厚壁冷卻速(sù)度慢,產生拉應力,從而在軸承座中產生很大鑄造應力(lì),這是原因之(zhī)二。
  (2)軸承座選材不當和結構缺陷。根(gēn)據酸洗(xǐ)冷軋生產(chǎn)線的工藝(yì)和結構(gòu)設(shè)計(jì)要求,7#糾偏輥和2#張力輥軸承座在工作過程(chéng)中受傳(chuán)遞鋼帶拉應力作用(yòng)。軸承座選用材料(liào)為鑄鐵,鑄鐵材料不宜在受(shòu)拉力情況下使用。
  (3)工作狀況。在酸洗冷軋工(gōng)作過程中,軸承座受力不均勻,薄壁處也是Z易(yì)遭受破壞之處。這也與報廢軸承座實物斷裂是從垂直(zhí)輥道軸線一端開始斷裂(liè)的印痕相(xiàng)吻合。工藝要(yào)求鋼帶正常運行建立(lì)的張力為8.3×104N,而自動保護控製係統(tǒng)在(8.3-12)×104N,零部件材料超過屈服應力,造成軸承座(zuò)破壞。
  (4)缺乏輔助(zhù)的(de)過載保護裝置。7#糾偏(piān)輥和2#張力輥在9月28日次帶(dài)張力調試時,出現4個軸承座(zuò)全部拉斷,發(fā)現調控係統無(wú)有效過載保護,日方對(duì)PLC進行了補充。10月15日,操作(zuò)人員進行點動調試,再次出現4個軸承座拉斷、支架變形的同樣故障。6#張力輥軸承座底座焊縫開(kāi)裂。監控計算機屏(píng)顯曲線出現12×104N尖峰值。顯(xiǎn)然,補充的過載保護係統,還應進(jìn)一步改進。
  4 措施與對策
  通過對漣源鋼(gāng)鐵集團公司酸洗冷軋線機組7#糾偏輥和2#張力輥(gǔn)軸承座斷裂和支架變形原因進行深(shēn)入分(fèn)析,提出了解(jiě)決問題的(de)措施與對策,主要從以下幾個方麵:
  (1)日本三菱-日立機械製鐵公司及中國第二重型機械(xiè)集團公司(具體負責(zé)生產線的轉化設計及製造)進行協商交涉,完善係統過載自動控製中的保護功能;
  (2)選用拉壓強度大的鑄鋼作為(wéi)軸承座(zuò)體材料;
  (3)增加軸承座底座壁厚(>10mm),並且(qiě)要求軸承座壁厚均勻;
  (4)軸承座體支架增加(jiā)強筋。
  參考文(wén)獻:
  [1]房世興.高速線材軋機裝備技術[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1997.
  [2]周建男.軋鋼機械滾動軸承[M].北京:冶金工業出版社,2001.
  [3]蘇玉達.軋輥軸(zhóu)承的脂潤滑[J].軋鋼,1998,15,(1):42-44.
來源:《重型機械(xiè)》2007 No.1
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