四辊可逆轧机机架辊故障分析及改造参考文本
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浅谈四辊轧机串辊分析与控制措施作者:倪汤根来源:《中国科技博览》2013年第32期摘要:我国很多铝轧厂在十几年、甚至几十年的生产过程中,三叉区跑铝、非计划换辊以及烧轴承等相关事故总是成为很多机组生产的关键性因素,很多事故的出现尤其主观原因与客观原因。
主观原因主要是因为很多人对待工作不仔细,客观是因为机器本身的故障人为很难避免,有调查显示约25%的事故主要是因为四辊轧机中的串辊出现问题。
所以,怎样控制串辊、以稳定生产,降低非计划换辊的时间,提升产量等成了铝轧厂生产管理工作的重中之重。
接下来,文章将以某公司四辊轧机串辊为研究对象,分析探讨四辊轧机串辊原因。
同时提出了一些控制串辊的策略。
关键词:四辊轧机串辊控制措施中图分类号:TD327.3 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2013)32-041-010.引言我们铝厂每年产量达到十万吨,现以其中一台轧机为例,如1850mm冷轧机,最大厚度:8mm (铸轧坯)、6mm (热轧坯),厚差:纵向不超过2%,横向不超过1.5,宽度: 850~1700mm,800~1650(切边后),由于它的控制能力和短应力相比较而言更强,所以其主要的作用是为了控制板型,以此保障成品带铝的厚度能够达到客观标准。
1.串辊原因通过技术人员的分析发现,造成机器出现串辊的主要原因是:首先和装辊有莫大的关系,关键是仪器或者设备较为陈旧导致某些零部件老化或者认为安装所引发的。
同时也可能和传动装置有很大的关系,关键是由于传动机构在安装的时候没有严格按照规定进行,这样会机器在运行的过程中会直接造成串辊的现象。
该公司通过生产与使用还发现,由于后者因素造成串辊的现象达到了总串辊的65%以上。
所以在分析串辊之时,对该技术的探究是分析串辊的主要原因,为此。
在检修以及生产的过程中,尤其是针对四辊轧机如果出现此种情况下相关工作人员一定要严格分析与检查。
另外本文作者通过查阅资料与实际分析发现,造成出现操作侧支承辊辊头断裂的主要原因,是因为带动极其进行运作的电动机传输轴和减速箱之间所其连接效果中的齿式联轴器在非常长的使用时间之后,里面两个外齿轴套(也就是齿轮头)二者之间的空间太小,主要是因为两者在传动的过程中,由于不能紧密联系在一起就造成轴向位移比较大,连锁效应导致靠近减速箱旁边的外齿轴套向着轧制一边运转,最终导致该轴向着位移作用下的工作辊方向,导致在运转的辊出现操作侧偏离预期的轨道,出现串辊的现象,同时为支撑辊做了一个反作用力,如果机器在完全运转的情况下出现此现象,该作用力就会不停的作用在工作辊以及支撑辊之间,如果作用力的大小刚好超出了压盖中螺栓可以承受的最大范围时,就会直接使得支撑辊操作侧中的轴承压盖的螺栓被切断,当此部件被切开之后,整个机器也就不能正常工作。
轧机机架设备故障修复必读一、问题背景在板带轧制过程中对板带成品率影响最大的就是板型控制技术。
在板带轧制中,钢坯进入轧辊过程中咬钢的一瞬间,轧件对工作辊的弯辊力达到峰值,而在一条钢坯完成轧制时轧机在抛钢的一瞬间轧辊猛地不受轧制力的控制时工作辊瞬间返回原型。
因此在连续轧制过程中轧机工作辊咬钢和抛钢的瞬间会对轧机弯窜辊装置固定座形成一个较大的冲击力,一旦弯窜固定座紧固螺栓松动造成轧机牌坊与固定块之间出现配合间隙,导致工作辊在咬钢和抛钢的时候固定座与机架来回拍击,会使配合面出现磨损。
另外间隙出现后工作辊冷却水会夹杂着轧件表面的氧化铁皮进入配合面进而加剧磨损,严重影响板带板型控制。
二、现场设备情况调查2016年4月我公司技术人员前往某钢铁企业针对该企业轧机弯窜固定座与轧机机架配合面磨损问题进行修复,该企业轧机为1700轧机,精轧部分F1—F6共计8个配合面出现磨损,磨损量为0.2mm—3mm。
我公司技术人员针对该情况进行现场修复。
三、修复工艺对比传统修复工艺:对于轧机机架磨损传统修复工艺主要有两种方法进行修复:1、即在线通过机加工方法清除牌坊表面受损层找出结合面,通过加大衬板厚度的方式来达到要求精度。
弊端:使用该方法修复后使用一段时间后又会出现磨方法不能从根本上修复磨损)2、需要补焊后在现场机加工找出结合面。
弊端:大面积堆焊容易造成牌坊受热应力变形、弯曲。
且修复好之后在生产中配合面和固定座长期配合受冲击、腐蚀又会出现磨损。
也不能根本上解决磨损,且工期长。
消耗了企业大量人力、物力、财力。
福世蓝修复工艺:使用福世蓝技术产品现场修复时间短,效果好。
其产品自身具有极高的抗压强度,即使在高达1900吨的轧制力作用下,材料也不会损坏;独特的高分子结构赋予材料良好的抗冲击性能,可以吸收固定座对牌坊的冲击,避免了磨损的产生;同时产品具有良好的耐腐蚀性能,可使配合面表面免受冷却水的侵蚀。
为企业缩短了停机维修时间。
也不会出现应力变形,不损伤设备本身。
冷轧机中辊系装置关键问题分析以结构模态和动态响应分析理论为依据,应用有限元分析法,对四辊可逆冷轧机的机架、辊系及轧机机座的整体强度、刚度和动态特性进行了较系统深入的理论研究和模拟仿真。
为钢铁企业轧机设备改造提供了小成本改造、可持续发展提供了理论指导。
随着对轧制板材表面质量和精度要求的提高,对轧机系统高精度和高动态性能的技术要求也越来越高,四辊轧机作为板带材生产的主要设备,对产品精度起着不可忽视的作用。
对四辊轧机设备的改造,需要钢铁行业各界的大力支持,高等学府与设计院作为主要的科研机构承担的无法推卸的重任。
中小钢铁企业是我国钢铁行业的重要组成部分,而中小企业资金不足、技术落后很难进行轧机的改造和产品精度的提高等矛盾尤为突出。
为了解决设备改造提高产品质量这一实际问题,本文以实验室四辊可逆冷轧机为基础,进行了辊系改造,以便安放自动液压压下装置,提高轧机的压下精度和效率。
1.四辊冷轧机辊系改造分析1.1.轧辊尺寸及材质的选择1.2.辊系结构的设计辊系包括工作辊、支撑辊、轴承和轴承等组成,它是四辊压机的主要部件,辊身、辊径和轴头组成了辊子。
在确定轧辊尺寸,西安确定轧辊直径D,然后再考虑辊径等参数;工作辊直径可由最大咬入角α和轧辊的强度要求来确定;轧辊的强度条件是由轧辊各处的计算应力小于许用应力决定的。
轧辊的许用应力是指其材料的强度极限除以安全系数。
根据轧机的最大宽带依次确定工作辊辊身长度L以及工作辊与支撑辊的辊身直径。
对于四辊轧机,要尽量减少工作辊直径,这样可以减小轧制压力。
2.四辊冷轧机强度及刚度的有限元分析2.1.轧机机架载荷与边界约束条件的施加四辊可逆冷轧机在实际轧制过程中,轧机机架的受力情况十分复杂,主要有以下几种力作用在机架上:作用在机架横梁上的轧制力、轧机机架立柱上引起的反力、机架立柱上的水平拉力对机架立柱的水平惯性力、对机架上下横梁引起的附加力、机架立柱的周向冲击力、在机架下支撑面上引起的反力。
四辊轧机及立辊轧机维护检修作业指导书宽板设[2006]第01号1. 目的建立本作业指导书,确保立辊及四辊轧机的维护、检修、符合规定的要求。
以保证3450四辊可逆式轧机及立辊轧机的正常运行。
2. 适用范围适用于热轧寛板厂3450四辊可逆式轧机及立辊轧机主轧机列维护、检修的作业。
3. 实施步骤3.1 设备维护职责3.1.1 操作工设备检查维护职责:3.1.1.1 轧机操作工按轧机岗位点检表对设备的动态及静态进行点检及监控,并于当班填写好。
3.1.1.2 操作人员定期打扫环境卫生、擦洗设备、保持环境卫生及设备外表清洁。
3.1.1.3检修过程中配合专业检修人员处理班中设备故障。
3.1.2 设备运行人员设备检查维护及维修职责 3.1.2.1 设备运行人员按运行岗位点检表进行点检及维护,并于当班填写好。
3.1.2.2 在作业长的指挥下处理班中出现的设备故障。
3.1.2.3 完成点检站及设备管理员下达的设备检修及维护计划。
3.1.3 设备检修人员3.1.3.1 设备检修人员按润滑制度定期完成手动加油点的加油。
3.1.3.2 完成点检站及设备管理员下达的设备检修、维护及相关的备件组装计划。
3.2 主机列设备检修规程检修周期见附表<1> 《3450四辊可逆式轧机及立辊轧机检修周期表》。
3.3 检修前准备工作及检修装拆注意事项3.3.1 检修人员必须先查看图纸,熟悉设备的基本结构及拆装程序。
3.3.2 查对所需要更换的备件、材料是否齐全和符合有关技术要求。
3.3.3 对热装件按有关要求进行计算加热温度,选择适当的热传导介质。
3.3.4 对组装件可提前进行预装配。
3.3.5 准备齐全现场需要的各种量具,工卡具、吊具及专用设备。
3.3.6 对有配合关系的保留件,必须打上印记,留有标志,妥善保管。
3.3.7 有关设备的原始标高、水平、中心线、间隙及相邻不动设备的相关尺寸等应做出详细登记,以便作为安装、检查的主要参照依据。
热轧带钢线四辊轧机液压故障分析及改进梁铁!刘强!新疆八一钢铁股份有限公司"摘!要!!对八钢中型材轧钢厂热轧带钢连轧线四辊轧机平衡装置液压的故障进行了分析#介绍了排除故障的方法#以及对轧机液压平衡装置的改进措施#关键词!!带钢线$四辊轧机$平衡装置$液压故障$分析$改进!!前言新疆八钢股份公司中型材厂有!!架连轧机#其中最后两架成品轧机属于四辊轧机%轧辊的工作平衡采用了液压装置%它分为支撑辊平衡和工作辊平衡两部分#液压装置是保证轧机平稳工作的稳定性装置%又是更换轧辊的辅助装置%它的稳定性&可靠性对保证顺产非常重要#所以提高该装置的可靠性%降低装置事故%不仅可以保证轧机正常运行%缩短装拆轧辊的时间%还可以提高生产作业率#%!轧机平衡装置液压故障分析改前液压系统原理图如图!所示#支撑辊平衡回路由序号!!)和!$&!!组成$工作辊平衡回路由序号-&#和!%!!,组成%根据液压系统原理图对平衡装置液压故障进行分析#!!!!!,"减压阀#%!!&"电磁换向阀#&!!%"节流阀#,"液控单向阀#+"支撑辊平衡油缸$压力-C1F%# *"直动溢流阀#)"单向叠加溢流阀#-"工作辊平衡油缸$压力*"&C1F%##"双向叠加溢流阀#!$!!!"电磁换向阀图!!改前液压系统原理图%"!!支撑辊平衡装置故障支撑辊平衡液压缸的是单作用缸%而且活塞密封是间隙密封#支撑辊平衡时%序号%电磁换向阀失电%油缸无杆腔进油%活塞杆顶起将支撑辊托起%换辊时%序号%电磁换向阀得电%依靠支撑辊的自重将油缸活塞杆压回%放下支撑辊%如图!系统原理图# %"!"!!液压缸不动作判断法液压缸不动作有几种情形’系统压力油未能进!!联系人’梁铁%男%&+岁%本科%机械工程师%乌鲁木齐!-&$$%%"新疆八一钢铁股份有限公司中型材厂,,入油缸或者油缸流出的回油在途中受阻!输入油缸的压力油压力流量不够!工作件阻力太大!液压控制元件出现问题"首先#关掉控制阀台总阀#松开油缸一端的进油管接头#再打开总阀观察是否有油液流出#如无油液流出或者流出的流量很小#压力不够#则说明压力油在前面的管路与控制阀受阻!如果有大流量流出#并且油液压力较大#则可判明故障来自油缸本身#液压缸所连接的工作件阻力太大#致使液压缸$憋劲%"第二步&检查油缸控制阀件"先检查方向控制元件#电磁换向阀阀芯有无卡阻#接着查找压力控制阀及流量阀"这样按照系统原理图依次查找受阻的位置#并予以排除"例如#支撑辊油缸控制阀组#当电磁换向阀’序号%(失电#机旁操作钮扳到平衡时#压力表指针急剧下降到某一值!当旋钮扳到换辊时’序号%(通电#压力恢复正常"可以判断不是电磁换向阀)油缸及节流阀的故障#因为电磁阀换向灵活#压力表有变化#同时说明节流阀有流量通过#而油缸属单作用缸#不存在内泄"那么将问题锁定在压力控制阀"根据原理图分析#当操作按钮旋到换辊时压力正常#说明此时控制阀组没有故障#但旋到平衡时#压力下降#此时电磁换向阀’序号%(失电#同时’序号!$(电磁阀不得电#此时只有单向叠加溢流阀’序号)(并入系统#故而确定是溢流阀故障#将其更换以排除故障"%"%!工作辊平衡装置故障%"%"!!液压缸故障四辊轧机制造精度较低#轧机运行稳定性差#直接影响到液压缸的正常工作#活塞杆受径向冲击力作用"再加上高温环境对液压缸的影响#液压密封件极易被破坏#造成油缸泄漏"如果孔用密封件被破坏#会使油缸内泄#造成液压系统工作压力失常#压力上不去!如果轴用密封件被破坏#会造成油缸外泄漏#引起传动效率下降"因油缸泄漏#造成工作辊液压平衡力不足#影响到轧机的平稳运行"%"%"%!工作辊平衡缸控制阀件故障故障!&工作辊平衡缸电磁阀’序号!&(断电时’见系统图!(#系统压力从)C1F降到,C1F#而电磁阀通电活塞杆缩回时#压力又恢复到)C1F"首先#可以排除是液压缸的故障#因为如果液压缸泄漏#则液压缸活塞杆无论是伸出)还是缩回#压力都将下降"因此判断故障发生在压力控制元件上"检查减压阀#当电磁阀’序号!&(通电压力正常时#调节减压阀’序号!,(手柄#压力可调#减压阀工作正常"而双向溢流阀’系统图!中序号#(处在液压缸平衡位置的卸荷状态#或在溢流阀阀芯卡死的开口位置"在电磁阀失电下#经过拧紧溢流阀调节螺钉手柄#使其从卸荷状态转为调压状态#压力恢复正常#从而排除了故障"故障%&电磁换向阀阀芯卡死#造成执行元件不动作"排除故障&一方面更换电磁换向阀!另一方面将电磁阀弹簧端盖打开#用起子捣阀芯使其能够自由灵活#将污物清干净#上好盖子即可"故障&&溢流阀阻尼孔堵塞或阀芯卡死在一开口位置#使工作压力上不去或压力为零"排除故障&更换溢流阀"&!改进方法影响四辊轧机的正常工作#主要因为工作辊平衡装置易发生故障!主要问题有&’!(执行件液压缸密封的问题!’%(液压缸控制件的问题"对此进行了优化改进#以降低事故率"&"!!工作辊液压缸密封结构改进原设计轴用密封为$]%型密封#当安装密封件时压紧力过大或不均匀#局部温升和磨损容易出现"活塞杆受径向冲击#密封更易被挤压破坏"故而将$]%型密封改为$‘9&%8%型轴用密封#这种密封耐压可达&-C1F#相对$]%型密封耐挤压性强度好#如图%所示"同时给油缸活塞杆活塞增设支承导向带#防止活塞跑偏#破坏活塞密封"&"%!液压控制阀台的改进去除系统中的溢流阀和减压阀#不需要二次减压#压力直接来自液压站的第一次减压压力供平衡装置#压力为!$C1F#增加压力锁双向液控单向阀"其效果是&’!(提高工作辊液压系统压力#从*"&C1F上升到!$C1F#以增加油缸的平衡力!’%(减少液压故障点"将原来的二位四通’单电(电磁阀改为三位四通’双电(电磁换向阀’序号#(#阀滑机能选择$\%型与’序号!%(双向液控单向阀构成工作辊平衡装置保压回路#如图&所示"当轧机辊间隙调整好后将电磁阀处于在中位#从而使平衡油缸压力自行保压#不受系统外来因素的干扰"图&是改进后的液压系统原理图"+,!!缸体"!%!活塞杆"!&!‘9&%8密封"!,!缸盖"!+!导向带图%!工作辊液压缸密封结构改进图!!!!减压阀"!%!电磁换向阀"!&#!&!节流阀"!,!单向液控单向阀"+!支撑辊平衡油缸$压力-C1F%"!*!直动溢流阀"!)!单向叠加溢流阀"!-!工作辊平衡油缸$压力!$C1F%"#!三位四通电磁换向阀$\型%"!!$#!!!电磁换向阀$二位%"!!%!双向液控单向阀图&!改后液压系统原理图,!结束语对四辊轧机工作辊平衡装置的改进!减少了液压故障点"故障影响时间由原来!"+_#月下降到现在的!$.I G#月$液压油的消耗由原来#$$23#月下降到现在的#$23#月"改进后降低了装置的事故率!同时提高了轧机的稳定性"* ,。
第7卷第2期辽宁科技学院学报V ol.7 No.2 2005年6月 JOURNAL OF LIAONING INSTITUTE OF SCIENCE AND TECHNOLOGY Jun. 2005 文章编号:1008-3723(2005)02-0022-02四机架冷连轧机6#张力辊齿轮联轴节故障分析与改进崔学平(本钢设备维护检修中心冷轧分公司,辽宁本溪 117022)摘要:本文对冷轧厂四机架冷连轧机6#张力辊齿轮联轴节多次出现滚齿故障进行研究分析,并根据工况对原设计进行了改进和强度校核,改进后使用寿命大大地提高了。
关键词:冷连轧机组;张力辊;联轴节中图分类号:TG 333。
7 文献标识码:A0 引言6#张力辊组是冷轧厂CDCM线四机架冷连轧机的一个重要的设备单元。
它的主要功能是在生产轧制过程中保持联结活套出口的带钢张力及四机架主轧机入口的张力。
冷轧采用常温轧制,在连续生产轧制过程中需要较大的控制力和轧机入口张力,来保证带钢在机架中顺利通过及对带钢进行板形和厚度规格的控制。
1 6#张力辊组的作用与运行状况6#张力辊齿轮联轴节原设计采用45钢淬火处理,齿轮模数为3.5mm,齿宽30mm。
这种设计的齿轮联轴节,在实际使用中的缺陷主要体现在轧制过程中。
由于有较大的张力及频繁的换向冲击,造成齿轮的齿面逐渐变形,严重磨损,齿形变尖,最后导致齿根折断、滚齿等事故发生。
该齿轮联轴节自投入使用以来,已经发生多次滚齿故障或者因磨损严重以及轮齿变形而被迫更换新件的事例。
每更换一次新件上机使用周期不到半年,严重影响了冷轧厂的年产数量和产品质量。
同时也给日常设备点检和维护增加了较大的工作难度,并且还造成很大的备件费用和检修费用的负担。
因此,对6#张力辊组的齿轮联轴节改进是保证冷轧厂产量和质量的关键。
2 故障的原因分析经过长期的观察与分析,造成这种设备故障的原因主要有以下几个方面:2.1、在生产轧制过程中,张力辊上存在较大的张力及轧制时频繁停机和启动时的换向冲击,使齿轮联轴节承受着较大的交变载荷。
四辊轧机机架辊卡阻及故障分析摘要:首先本文介绍机架辊的工作原理、技术说明以及重要技术数据。
然后结合河北钢铁集团舞钢公司四辊机架辊应用现状,重点分析第二轧钢厂四辊机架辊经常出现的故障。
经过对故障分析,改进设备不完善方面,得到有效的解决。
关键词:四辊机架辊 ; 箱体改造 ; 密封安装 ; 故障分析1、概述河北钢铁舞钢公司第二轧钢厂 4100m 双机架轧机设备由西门子奥钢联设计,中国一重生产制造,2007 年 2 月投产使用,自投产来,出现机架辊轴承频繁卡死,且润滑油箱内存在较多水,频繁事故严重制约我厂生产,打乱我公司生产计划,技术人员通过现场事故分析、改进、总结、IBA 曲线观察等多种手段,彻底将四辊轧机机架辊故障故障率将至最低,由原来在机使用 3 个月延长至 6 个月以上,大大缩短了检修时间,为稳定生产打下坚实的基础。
2、故障原因分析针对我厂四辊轧机机架辊轴承卡死、箱体进水、使用周期短等问题,我厂技术人员进行现场跟踪,分析了以下故障原因:2.1 由于现场环境较差(高温、震动、冲击均较大),导致箱体螺栓松动,密封不严,出现漏油、进水;2.2 机架辊轴脖(密封安装处),转动过程中,冷却水通过轴脖和密封之间间隙,渗进箱体,导致水泡轴承卡死;2.3 润滑不足,油质较差,出现压力较小,润滑油未进入到轴承座内,轴承或齿轮出现干摩擦现象,造成轴承卡死或齿轮断齿; 2.4 被动端齿轮箱体中过桥轮或辊子端齿轮断齿,导致齿轮卡死,进而出现导致辊子卡死;2.5 轧制线较低,轧钢过程中,机架辊辊子受力大,导致轴承受力较大压碎;3、改造措施及效果针对出现的问题,对四辊轧机机架辊采取了一系列的改造 ,通过改造有效的解决了箱体密封不严,漏油及进水现象。
3.1 将剖分式的齿轮箱体改正整体式的,3.1.1 原设计轴承座为上下箱体两部分构成,箱体总高 700mm, 上箱体240mm(辊子中心线处), 下箱体 460mm,接合面用密封胶和 O 封密封;改成整体式箱体后,省去密封胶和 O 圈,3.1.2 润滑油路的改变,原箱体位于轴承孔 90 度处钻一孔润滑,修改成轴承孔 270 度处钻孔润滑,润滑油路更优化,过桥轮润滑油路不做改动;3.1.3 各油路润滑孔径由Φ10 增大到Φ12,增大润滑油量;3.2 改变轴封安装方向,原设计为密封唇安装方向朝向辊子端,经过技术分析,将密封安装方式改成背靠背安装,此安装方式优点是既能防止外部水进入,又可防止油流出,有效的解决轴脖漏油进水难题;如图示 1改造前,改造后 3.3确保润滑到位3.3.1 机架辊减压站供油压力在 1.2--1.8bar 之间,压力低于 1.0bar(系统压力低于 4.0bar), 系统自动报警,机架辊无法转动;3.3.2 定期打开机架辊齿轮箱回油管,观察回油管润滑油质及回油量,倒推轴承及齿轮磨损情况;3.3.3 定期打开机架辊主动端干油润滑并检查手动供油情况,可从轴脖溢油情况观察干油润滑良否;3.4 多方面控制过桥轮齿和被动端齿轮;3.4.1 齿轮上机前,测量轮齿硬度,硬度 248-302HB;3.4.2 探伤齿轮根部,检查是否存在裂纹;3.4.3 定期更换过桥轮和被动端齿轮;3.5 轧机线较低,轧制板坯时,机架辊辊子承受钢板压力较大,进而损坏轴承;经测量,轧制线高于机架辊辊身上面≧ 30mm;此规定已建立车间标准;实践证明,经过以上改造,被动端齿轮油箱内水量明显减少,4、其他改进措施4.1.1 在被动端箱体最低位增加一排水孔,将积水排出,可提高过桥轮轴承可靠运行;4.1.2 在入出口机架辊减压站最低位增加一排水阀门,有利于排出油液中的少量水;4.1.3 定期查看 IBA 曲线,通过电流曲线,有助于判断机架辊故障,单根电流:空载电流 65-70A, 双根电流 75-90A;通过电曲线可有助于判断故障类型,以做好应对措施;4.1.4 定期手动对辊子进行盘车,利用五感判断齿轮箱及传动轴是否存在异常情况;4.1.5 增大稀油润滑量,达到设计要求,减压站压力润滑图如下4.1.6 推行点检定修制,设备承包到人,动态点检,发现隐患及时更换;4.1.7 周期更换,避免超周期使用;4.1.8 严格执行套装标准,套装关键部位点检现场跟踪,建立套装记录档案;5、结语四辊轧机机架辊经过一系列改造和完善,彻底解决了机架辊进水问题,故障率也大大降低,更换周期由 3 个月延长至 6 个月,缩短设备检修时间,节约检修费用,每年为公司节约备件费用约 50 万。
四辊可逆轧机机架辊故障分析及改造参考文本
In The Actual Work Production Management, In Order To Ensure The Smooth Progress Of The Process, And Consider The Relationship Between Each Link, The Specific Requirements Of Each
Link To Achieve Risk Control And Planning
某某管理中心
XX年XX月
四辊可逆轧机机架辊故障分析及改造参
考文本
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针对3000mm中板四辊可逆轧机机架辊生产过程中易
出现的各类设备故障:轴承寿命短、传动易失效等具体问
题,结合现场生产条件,经过多次摸索、试制对机架辊结
构进行了改造优化,收到了实际成效,实现了三钢中板轧
机机架辊的使用寿命由4~6个月延长至10~12个月。
轧机机架辊简介
三钢中板四辊轧机机架辊位于轧辊两侧,是将板坯顺
利送入轧机辊缝并接受轧出的轧件的设备,通过斜垫、导
板、楔块卡紧在牌坊予设的凸台及卡槽内。
每个辊子的传
动端辊颈内嵌入鼓形齿内齿套,与带鼓形齿的传动轴、电
机相接而传动。
机架辊故障分析
机架辊在轧制过程中,由于处于轧制坯料热幅射、轧辊冷却水及除鳞高压水的冷热工况下,且频繁受到轧件下扣的巨大撞击,导致了轧机机架辊使用寿命普遍较短。
现通过结合现场轧制条件及原机架辊设计结构,分析出三钢中板轧机机架辊寿命较短的主要原因,并通过改造优化各零部件结构,以提高机架辊使用寿命。
机架辊故障主要因素总结如下:
2.1.机架辊轴承易损坏
原设计机架辊传动侧轴承座是通过轴承座与牌坊之间的O圈挤压变形,通过变形量以防止冷却水及氧化铁皮进入机架辊轴承座。
机架辊在生产过程中,O圈易受板坯温度、氧化铁皮及机架辊与牌坊相互振动挤压而变形失效,致轧辊冷却水及氧化铁皮沿轴承座与牌坊配合面,并透过透盖内侧与定距环、内齿套之间的间隙渗入到轴承座内
部,致轴承内部保持架、滚珠磨损严重,另冷却水的渗入造成了轴承干油润滑不足。
尤其机前机架辊还受到机前高压除鳞水的喷射,机架辊轴承座易在短时间内内部大量进水,使轴承润滑完全失效,从而使轴承极易损坏。
2.2.机架辊离合传动失效
机架辊离合传动啮合齿磨损失效主要有以下两点:其一,原设计鼓形齿内齿套与传动轴上齿轮轴啮合处侧面为开式结构,冷却水与氧化铁皮易可沿着轴承座与牌坊之间配合面并通过齿轮轴与内齿套周圈的空隙进入到内外齿啮合处,造成了传动啮合面腐蚀、生锈、磨损。
其次,传动啮合齿处无任何干油滑润系统,传动轴正反转动工作时,易使传动轴上的齿轮轴与内齿套啮合齿处不断磨损,扩大啮合间隙,久之,造成了齿轮轴及内齿套上的传动齿急剧磨损,直至传动失效。
2.3.机架辊传动内齿套与辊子联接失效
机架辊传动侧的内齿套是通过4个M16×60的内六角螺钉锁紧在机架辊辊子上。
机架辊在轧制过程中,传动轴是通过带动内齿套转动辊子。
在机架辊正反转时,由于配合间隙的存在易使内齿套与辊子之间产生巨大的正反转冲击力,致使内齿套卡块与辊子卡槽配合尺寸不断磨损变大。
随着内齿套与辊子卡槽尺寸不断变大,螺钉易被切断或松脱,造成螺帽外凸将机架辊卡住机架,无法转动。
机架辊改造优化
针对以上问题,结合现场生产条件,经过多次摸索、试制对机架辊结构进行了以下优化改善,并收到了实际效果。
3.1. 机架辊轴承座内结构改造
增设机架辊传动侧轴承座密封。
在原透盖内侧增设一定位环,通过扩大原轴承定距环外径及装配骨架油封,以实现定距环、骨架油封及透盖对轴承座内轴承的防护及干
油存储功用。
即骨架油封装配到位后,骨架油封中弹簧的轴向预紧力,能在较长时间内防止冷却水、氧化铁皮从定距环与透盖之间间隙渗入到轴承座内部,另保障了轴承座内轴承干油润滑,改善了机架辊轴承工况。
3.2.传动轴结构改造
首先,优化传动齿参数,在不改变机架辊传动端卡槽内径尺寸的前提下,将传动齿分度圆直径稍做扩大,即将原传动齿参数:模数m=4;齿数=28;改为模数=6;齿数=18,则改造后传动齿齿厚比改造前齿厚增加了50%。
其次,将传动齿材料由40CrMo改成30Cr2Ni2Mo,以提高传动齿耐磨性。
再者,增设传动齿处干油润滑:根据传动轴结构特点,借助传动轴内部空心结构特点,在传动轴上钻取一M10×1干油加油孔。
通过定期人工干油枪注油方式,将干油注入于齿轮轴上齿啮合处,实现对离合传动齿处润滑功用。
另为避免频繁正反转传动轴的传动啮合处因
冷却水及氧化铁皮的侵入腐蚀,须在传动齿啮合处增设密封结构。
在传动轴与内齿套装配处,新设水封定位环,通过装配V形水封,并在离合器传动轴装配到位的前提下,使V形水封、齿轮轴、内齿套及定位环之间能够形成一密闭的存油空间。
通过以上措施不仅实现了啮合处干油的供油及储油功用,也避免了冷却水及氧化铁皮对传动啮合面的腐蚀,保障了传动齿处的润滑,最大程度地延长了传动轴的使用寿命。
3.3. 优化内齿套与辊子装配方法
由于机架辊的工况要承受巨大的冲击及振动,因此如何避免机架辊内齿套上紧定螺钉松脱是首要任务。
经多年来实践经验,可采取以下措施:首先在装配时,选用高强度的M16×60的内六角螺钉对内齿套进行装配。
其次,在内齿套螺钉紧定到位后,将内齿套与辊子卡槽配合处用高强度焊条焊接起来,保障在巨大冲击时,两者相对位置的
固定性,即可避免内齿套与辊子卡槽之间的相对冲击、磨损。
最后,将螺钉螺帽与内齿套焊成整体,避免因螺栓被切断而发成的螺帽外突造成的机架辊卡死事故。
通过改善内齿套装配方法后,即避免了机架辊因紧定螺钉造成机架辊卡死的设备故障,又保证了辊子及传动轴的之间的配合尺寸,大幅减少了设备修复成本。
以上机架辊故障为三钢中板轧机机架辊近几年来的常见故障,通过对轧机机架辊改造优化后,三钢中板轧机机架辊的使用寿命由原先的4~6个月提高至10~12个月,并实现了在使用10~12个月后计划检修更换,另外,由于轴承座内润滑的保障,实现了中板板轧机机架辊部分轴承的国产化,降低了生产备件成本。
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