立輥軋機(jī)前側(cè)導(dǎo)板的改造

黨平剛

(攀枝花鋼釩有限公司熱軋板廠,四川攀枝花 617023)

立輥軋機(jī)前側(cè)導(dǎo)板的改造

黨平剛

(攀枝花鋼釩有限公司熱軋板廠,四川攀枝花 617023)

通過對(duì)攀鋼1450熱軋板廠E1立輥軋機(jī)前側(cè)導(dǎo)板存在缺陷的分析,找到了制約生產(chǎn)的原因,并對(duì)側(cè)導(dǎo)板進(jìn)行了整體改造,提高了裝機(jī)精度,減少了故障時(shí)間,滿足了生產(chǎn)的要求。

側(cè)導(dǎo)板;缺陷;改造;裝機(jī)精度

1 引言

E1粗軋機(jī)前側(cè)導(dǎo)板是攀鋼釩熱軋板廠主軋線的關(guān)鍵設(shè)備,1992年投用,主要功能是對(duì)軋件進(jìn)行對(duì)中和導(dǎo)向,使軋件準(zhǔn)確咬入軋機(jī)。由于歷史原因, E1軋機(jī)前側(cè)導(dǎo)板按照10噸/塊板坯重量設(shè)計(jì),2003年熱軋板廠每塊板坯重量由原10噸提升至25噸。側(cè)導(dǎo)板未作相應(yīng)改造,機(jī)械強(qiáng)度及夾持力嚴(yán)重不足,精度及功能無法完全保證,對(duì)中性及運(yùn)行穩(wěn)定性差,導(dǎo)致鋼板跑偏及邊部劃傷,并增加了產(chǎn)品鐮刀彎質(zhì)量缺陷。

為了保證生產(chǎn)的正常進(jìn)行,對(duì)側(cè)導(dǎo)板進(jìn)行了更新改造,提高了裝備水平,減少了故障時(shí)間,提升了產(chǎn)品質(zhì)量,保證了高附加值產(chǎn)品的生產(chǎn),取得了很大的成效。

2 改進(jìn)前側(cè)導(dǎo)板的基本情況

2.1 組成機(jī)構(gòu)

側(cè)導(dǎo)板由電機(jī)、減速機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)接軸、導(dǎo)尺、推桿傳動(dòng)等構(gòu)成,見圖1所示。推桿傳動(dòng)裝置主要由推桿、齒輪、齒條組成,見圖2所示。

圖1 側(cè)導(dǎo)板

圖2 推桿傳動(dòng)裝置

2.2 側(cè)導(dǎo)板存在的缺陷及原因

E1粗軋機(jī)前側(cè)導(dǎo)板是1992年投入運(yùn)行的,是為年產(chǎn)58萬噸熱軋板廠配套的設(shè)備。2003年,板坯單重由原設(shè)計(jì)的10噸提高到25噸,但側(cè)導(dǎo)板未作改造。機(jī)械傳動(dòng)設(shè)備長期超負(fù)荷運(yùn)行,安全系數(shù)遠(yuǎn)低于允許值,故障次數(shù)與時(shí)間逐月上升,主要缺陷有以下幾個(gè)方面:

(1)電機(jī)功率偏小,側(cè)導(dǎo)板的夾持力不足,對(duì)中功能差,中間坯產(chǎn)生跑偏,導(dǎo)致產(chǎn)品邊部劃傷及鐮刀彎缺陷;

(2)推桿及導(dǎo)尺等材質(zhì)為Q235,推桿采用工字梁結(jié)構(gòu),側(cè)導(dǎo)板整體機(jī)械強(qiáng)度較小;

(3)兩側(cè)導(dǎo)尺無導(dǎo)向滑道,側(cè)導(dǎo)板對(duì)中性較差;

(4)推桿傳動(dòng)齒輪齒條安全系數(shù)小,上下推桿彎曲嚴(yán)重,精度及功能無法完全保證。

由于以上原因,側(cè)導(dǎo)板故障時(shí)間逐年增加,2015年累計(jì)故障時(shí)間72小時(shí),并且由于側(cè)導(dǎo)板原因,出現(xiàn)鐮刀彎缺陷產(chǎn)品,約1500噸,嚴(yán)重影響了生產(chǎn)及產(chǎn)品的研制。

2.3 技術(shù)數(shù)據(jù)分析

近幾年,熱軋板廠主軋線進(jìn)行了改造,提高了性能及精度,但側(cè)導(dǎo)板未作改造,現(xiàn)將軋線相關(guān)技術(shù)參數(shù)進(jìn)行比較,比較情況見表1所示。

表1 主軋線改造前后性能對(duì)比

從表1參數(shù)比照中,可以看出,板坯重量與產(chǎn)量均得到了極大提高,側(cè)導(dǎo)板的實(shí)際承載負(fù)荷較設(shè)計(jì)增加了數(shù)倍,此原因使側(cè)導(dǎo)板性能及精度急劇惡化,其推桿傳動(dòng)齒輪接觸最小安全系數(shù)由最初的1.5降低為0.95。設(shè)備精度及性能已無法依靠常規(guī)檢修得到恢復(fù),要實(shí)現(xiàn)正常生產(chǎn),減少故障,必須對(duì)其進(jìn)行改造。

3 側(cè)導(dǎo)板的改進(jìn)

3.1 改造方案

通過以上分析,要滿足目前生產(chǎn)的要求,減少側(cè)導(dǎo)板故障的頻發(fā),提高側(cè)導(dǎo)板強(qiáng)度及精度,必須對(duì)側(cè)導(dǎo)板進(jìn)行改造。由于受側(cè)導(dǎo)板位置的限制,側(cè)導(dǎo)板尺寸不能發(fā)生太大的變化,這就要求對(duì)其結(jié)構(gòu)及材料進(jìn)行改進(jìn),通過充分的研究、計(jì)算,確定了改進(jìn)方案。

(1)推桿、導(dǎo)尺等焊接件材質(zhì)由原Q235(抗拉強(qiáng)度δb=370～500 MPa,疲勞強(qiáng)度δs=225 MPa)改為Q345(抗拉強(qiáng)度δb=470～630 MPa,疲勞強(qiáng)度δs= 325 MPa);在空間位置受限,部件尺寸無法增大情況下,通過提升材料機(jī)械性能,增強(qiáng)推桿及導(dǎo)尺機(jī)械強(qiáng)度。

(2)由于空間位置限制,推桿寬度尺寸不能改變,在此情況下,為了提高推桿機(jī)械強(qiáng)度及抗彎曲能力,將推桿高度加大60 mm,并將原工字梁結(jié)構(gòu)改為箱形結(jié)構(gòu);推桿截面積A:由0.016 752 m2加大到0.019 392 m2,增加約16%。許用推力(F1)大于實(shí)際推力(F2),機(jī)械強(qiáng)度滿足要求。

式中:F 1—許用推力;

F 2—實(shí)際推力;

A—推桿截面積;

G—鋼卷重量;

f—熱鋼摩擦系數(shù);

〔δ〕—許用應(yīng)力。

(3)加大電機(jī)功率,提高側(cè)導(dǎo)板推力。

①通過計(jì)算,確定電機(jī)功率

選電機(jī)型號(hào):ZZJ806,P=22.4 k W。

輥?zhàn)优c熱坯間滑動(dòng)摩擦系數(shù):f=0.4

坯料最大重量:25 t

重載系數(shù):考慮大沖擊,取k=1.2

效率η取0.8

②改造前后側(cè)導(dǎo)板推力計(jì)算

改造前導(dǎo)板最大推力:

改造后導(dǎo)板最大推力:

前后推力比較

(4)增加導(dǎo)板運(yùn)行導(dǎo)向裝置,見圖3所示。導(dǎo)向裝置由導(dǎo)向槽與導(dǎo)向座組成,導(dǎo)向座與導(dǎo)板連接為一體,導(dǎo)向槽固定在輥道架上,導(dǎo)向座與導(dǎo)板在導(dǎo)向槽中來回運(yùn)行,導(dǎo)向槽與導(dǎo)向座之間間隙值控制在0.5 mm,保證導(dǎo)板運(yùn)行時(shí)不發(fā)生偏斜。為了防止運(yùn)行當(dāng)中氧化鐵皮及其他灰塵落入滑槽,發(fā)生卡阻,在滑座外部設(shè)計(jì)制作了防塵罩。

圖3 導(dǎo)板導(dǎo)向裝置示意圖

(5)通過電機(jī)功率,設(shè)計(jì)推桿傳動(dòng)齒輪齒條,材質(zhì)選用42Cr Mo,齒輪表面淬火處理,齒面硬度52～ 57 HRC,齒條調(diào)質(zhì)處理,硬度241～286 HB。模數(shù)m=20,齒輪齒數(shù)Z1=18,齒寬b1=200 mm,齒條齒數(shù)Z2=26,齒寬b2=200 mm。并對(duì)齒輪進(jìn)行強(qiáng)度校核,齒輪接觸安全系數(shù)取1.6,齒根彎曲安全系數(shù)取3.0,實(shí)際應(yīng)力均小于允許應(yīng)力,校核通過,滿足技術(shù)要求。

3.2 改造后側(cè)導(dǎo)板主要參數(shù)及性能

保持原軋機(jī)不變的情況下,拆除原側(cè)導(dǎo)板,在保證原側(cè)導(dǎo)板基礎(chǔ)及其地腳螺栓不變的情況下,對(duì)側(cè)導(dǎo)板整體進(jìn)行重新設(shè)計(jì),增大機(jī)體機(jī)械強(qiáng)度,增加關(guān)鍵備件的使用壽命,減輕維修難度。改造以后側(cè)導(dǎo)板的主要參數(shù)見表2、表3所示。

表2 推桿傳動(dòng)齒輪齒條

表3 推桿主要性能參數(shù)

由上表2、表3可以看出,改造后側(cè)導(dǎo)板的機(jī)械性能得到了很大提高,推桿傳動(dòng)齒輪最小安全系數(shù)達(dá)到了1.6,推桿安全系數(shù)提高了2倍,設(shè)備可靠性大幅增強(qiáng)。

4 結(jié)語

完成對(duì)側(cè)導(dǎo)板的改進(jìn)后,其機(jī)械性能得到很大提升,消除了原側(cè)導(dǎo)板制約生產(chǎn)的缺陷,側(cè)導(dǎo)板改進(jìn)后投入使用以來,設(shè)備故障時(shí)間為零,各項(xiàng)運(yùn)行指標(biāo)穩(wěn)定,鐮刀彎缺陷大幅減少,既提高了產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量,又節(jié)約了大量檢修費(fèi)用,改造產(chǎn)生了較好的經(jīng)濟(jì)效益。

[1] 黃華清.軋鋼機(jī)械[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1980.

[2] 濮良貴.機(jī)械零件[M].北京:高等教育出版社,1982.

Technical Reform of the Side Guide Plate of Vertical Roll Mill

DANG Pinggang
(Hot-strip Mill of Panzhihua Steel Vanadium Co.,Ltd.,Panzhihua 617023,Sichuan,China)

Based on 1450 Hot-strip Mill of Pangang E1 edger mill guide of the side defect analysis,found the reason of restricting the production,and the side guide the overall transformation,improved the precision of installed,reduced downtime,meet the requirements of the production.

side guide,defect,revamp,machine precision

TG305

A

1001-5108(2017)03-0056-03

黨平剛,高級(jí)工程師,主要從事熱軋?jiān)O(shè)備技術(shù)及管理方面的工作。