摘要:论述立辊轧机在运行中出现的侧压装置中的球面垫,AWC缸中铜螺母异常磨损现象,分析其原因,并针对性地提出解决措施,且应用于生产实践中,取得较好的效果。
关键词:立辊轧机 侧压装置 液压系统 分析处理
前 言
4300宽厚板项目装备了一台重型立辊轧机,设计最大轧制力为700吨。该轧机由意大利达涅利公司设计,中信重工制造。针对在机械方面遇到的一些难点和要点谈一谈设备点检和维修的经验和心得。
一、立辊轧机的总体设备结构和功能要求简述
立辊轧机布置在粗轧机入口侧,目的是改善产品尺寸,减小板坯宽度变化和改善边部质量。立辊轧机设计了液压宽度自动控制(HAWC和AWC)和短行程自动控制(SSC)用来改善轧件宽度和头/尾形状,立辊轧机也设计了沿着整个板坯/轧件的宽度减小(ΔW=板坯宽度-最终钢板宽度)。立辊轧机分离布置于粗轧机转钢辊道前。
立辊轧机主要包括:立辊牌坊、机架辊、 轧辊传动装置、立辊辊系、侧压装置(机械、液压压下装置)。
二、立辊轧机的侧压装置
1.立辊侧压装置的结构和功能简述
在宽厚板项目立辊轧机实际的调试和使用过程中,碰到的主要问题和技术难点还是在传动系统中的立辊侧压传动系统。侧压装置的主要功能是通过机械压下装置给定轧辊间隙,液压压下装置给定轧制力。
机械压下装置:机架两侧各由1台电机通过蜗轮减速机带动2个压下丝杆进行压下操作,上下两个丝杠由同步轴实现同步,两侧的电机由电气实现同步。
液压压下装置:压下缸位于机械压下装置的端部,由具有短行程控制(SSC)和自动宽度控制(AWC)功能的液压缸组成。具体结构见图一
图一:机械压下,液压压下装置结构图
2.侧压装置的多发故障
在调试和生产使用过程中,上下丝杠压下装置在相同的工况,润滑系统,回拉缸(图二中红色元件为液压回拉缸)压力等条件下,下丝杠总是出现异常,具体反映在下侧压头中的滑动轴承球面垫和AWC缸中的铜螺母有异常磨损,磨损见下图:
图片一 受到高温磨损的铜螺母 图片二 侧压头中磨损的球面垫
3. 滑动轴承球面垫和铜螺母异常磨损的点检和判定
在生产使用过程中,滑动轴承球面垫和铜螺母是在侧压头和AWC缸中封闭运行,利用常规的点检方法无法判断其情况,经过长时间探索,我总结了三点来判定。
A.在回拉缸的高压状态连续记录回拉缸位移传感器数据,经过比对上下回拉缸的传感器数据来判断下压头中的球面垫磨损情况。
单位为毫米
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通过表一和表二的上下回拉缸数据对比,从中得出下侧压头中的球面垫磨损数据。
B.运用红外线测温仪跟测侧压头温度及丝杠温度,跟环境温度对比来判定是否有异常磨损。
C.观察稀油润滑系统的进油流量(流量计),回油管的回油量变化和回油管里是否有铜粉(有磨损会引起给油量,回油量变少)来判定。为了观察方便,我还特意将侧压头的回油管改为了透明胶管。
通过以上三点,基本能判断出铜螺母和球面垫中的磨损程度,在电气启动连锁保护(上下回拉缸数据相差值大于5MM,立辊轧机自动泄压停机)的临界点前及时检修更换。
4. 滑动轴承球面垫和铜螺母异常磨损改进措施和方案
A.机械方面的技术改进:
1.在铜螺母和球面垫工作面改进给油进路,由于立辊轧机的压头是垂直安置,与传统水平四辊轧机水平安置不同,侧压头中不会形成油池润滑环境,为了在工作面形成更好的润滑效果,我将球面垫原设计的润滑油出油孔(原设计在球面垫的中间部位)向上加工至球面垫的顶部,由于重力的作用,油往下流的过程中通过丝杠的转动,在球面垫上布满润滑油,取得了更好的润滑效果。
2.球面垫的材质改进:在检修中我们发现原设计球面垫的材质硬度很高,凹面垫和凸面垫的硬度多达到了HRC58—62左右,可是在实际的使用过程中并不理想,工作时摩擦产生了很多的铁粉和铁渣,堵塞进油孔和回油管,导致进油量减少,破坏工作面的润滑环境,产生高温。我在技改时,大胆采用了将球面垫的凹面改为铜锌合金材质,硬度为HB180-200左右,很好的解决了这个问题。
B.液压方面的技术改进:下回拉缸加装减压阀,重新调整下回拉缸的回拉压力。
立辊轧机侧压液压系统是在轧制时压力缸激活和压下锁定,回拉系统提供一个140 bars的压力。在使用和检修过程中,总是下侧压头中的球面垫和下AWC缸中的铜螺母,而上面的从来没出过问题。在回拉缸处于泄压状态下,立辊平衡梁下部由于带着锥齿轮箱(60吨左右),重心靠下,使得下丝杠在辊缝关闭时承受的阻力较上丝杠大,造成下侧压头中的球面垫和下AWC缸铜螺母异常磨损。这个现象需协调各专业人员的配合,在下回拉缸进油管上加装了一个减压阀。在控制电动压下打开和关闭立辊辊缝时,上回拉缸的回拉压力不变,将下回拉缸的回拉压力70 bars调整到50 bar
三.结束语
在实际工作中,要解决问题时,必须认真分析,综合各种数据和现象来全盘分析,透过现象看本质,找出引起这些故障的主要原因,才能对症下药,达到事半功倍的效果。
参考文献:
(1) 邹家祥. 轧钢机械.北京:冶金工业出版社,第3版,2000.
(2) 胡战伟. 装配钳工.北京:中国劳动社会保障出版社,2003