拉矯機(jī)輥盒的設(shè)計(jì)制造及安裝

余鵬 田文罕 李海濤

【摘 ?要】拉伸彎曲矯直機(jī)（下稱拉矯機(jī)），用于消除卷板帶材的雙邊波浪、單邊波浪、中間波浪、兩肋波浪、翹曲及瓢曲和潛在板形不良等三維板形缺陷，作為冶金行業(yè)精整線上重要的組成設(shè)備之一，拉矯機(jī)輥盒的結(jié)構(gòu)、輥系的布置形式、支撐輥的選型、輥盒的檢修維護(hù)方法等，是影響拉矯后板型的重要影響因素。

【關(guān)鍵詞】拉矯機(jī);拉伸彎曲矯直機(jī);彎曲輥系;輥盒維護(hù)檢修

近年來，隨著冶金行業(yè)的迅速發(fā)展，拉矯機(jī)的制造廠家也越來越多，拉矯機(jī)的結(jié)構(gòu)也越來越多元化，但是輥盒作為拉矯機(jī)的核心部件，輥盒的結(jié)構(gòu)、輥系的布置形式、支撐輥的選型、輥盒的檢修維護(hù)方法等，是拉矯機(jī)設(shè)計(jì)中必須要著重考慮的因素。輥盒的設(shè)計(jì)不僅要滿足拉矯的主要功能，還要考慮整線工藝參數(shù)對(duì)輥盒進(jìn)行綜合考慮。下面我們以實(shí)例對(duì)拉矯機(jī)彎曲輥盒的結(jié)構(gòu)組成及維修方法進(jìn)行說明。

1整線工藝參數(shù)

鋼卷種類：CQ、DQ、DDQ;原料厚度：0.15～1.0mm;原料寬度：800～1250mm;屈服強(qiáng)度：160MPa≤σs≤380MPa;設(shè)計(jì)工作速度：Max.240m/min。

2輥盒的設(shè)計(jì)

如圖一所示，輥盒采用經(jīng)典箱式三重輥系結(jié)構(gòu)，輥系由一根工作輥、兩根中間輥、三組支撐輥組成，呈金字塔結(jié)構(gòu)布置。

2.1輥架

輥架橫截面采用箱式焊接結(jié)構(gòu)，剛性好，抗彎變形能力強(qiáng)。支撐輥固定架焊接在輥架頂面，因?yàn)槠渲苯映惺苤屋亗鬟f的壓應(yīng)力，所以輥架的實(shí)效形式一般表現(xiàn)為支撐輥固定架壓潰、變形、嚴(yán)重磨損等。所以應(yīng)提高支撐輥固定架強(qiáng)度來延長(zhǎng)輥架使用壽命。

這里我們選擇40Cr鍛件調(diào)質(zhì)后焊接在輥架上，然后將粗加工過的輥架固定在龍門銑機(jī)床上，將三組支撐輥固定架的V形安裝面一次加工而成，保證V形面的一致性。為了降低裝配后的累積誤差，V形面誤差應(yīng)控制在0.01mm以內(nèi)。

2.2支撐輥

拉矯機(jī)工作輥一般是細(xì)長(zhǎng)輥，在工作中必須要對(duì)工作輥軸向方向進(jìn)行均布支撐，抵抗工作輥彎曲變形。圖一中，三組（每組六個(gè)）支撐輥就是對(duì)工作輥的基礎(chǔ)支撐，支撐輥結(jié)構(gòu)類似于多列滾動(dòng)體組合軸承，一般由安裝軸、輥套、滾動(dòng)體組件、密封件等組成。

隨著冶金行業(yè)的發(fā)展，支撐輥的種類也越來越多，設(shè)計(jì)者在支撐輥選型時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）低速重載的工況，應(yīng)選擇滿裝滾子（即不含保持架）承受徑向載荷結(jié)構(gòu)的支撐輥，這樣可以精簡(jiǎn)輥盒整體結(jié)構(gòu);

2）高速輕載的工況，應(yīng)選擇帶保持架結(jié)構(gòu)支撐輥，并考慮高速運(yùn)轉(zhuǎn)密封可靠性;

3）單邊浪嚴(yán)重等原因造成支撐輥承受較大軸向力時(shí)，應(yīng)選用內(nèi)部含推力軸承結(jié)構(gòu)的支撐輥;

4）支撐輥應(yīng)分組安裝，每組支撐輥的安裝尺寸H值[1]應(yīng)控制在0.005-0.01mm以內(nèi);

支撐輥在輥盒縱向上的布置，要保證第一個(gè)支撐輥的左端和最后一個(gè)支撐輥的右端距離L1，接近被拉矯板帶的最寬板寬Bmax。

2.3工作輥

拉矯機(jī)工作輥的直徑按公式計(jì)算出來的數(shù)值只是一個(gè)參考范圍，原則上輥徑越小越好，但是輥徑越小，輥?zhàn)蛹拜伓酥螇勖蕉蘙2]。通常設(shè)備廠家根據(jù)經(jīng)驗(yàn)積累，會(huì)以板帶參數(shù)制定相應(yīng)的輥徑選擇表，在滿足拉矯需求的同時(shí)，提高工作輥使用壽命。

一般情況下，工作輥的長(zhǎng)度L2≈Bmax+200mm。

工作輥材質(zhì)一般選用GCr15、9Cr2Mo等軋制圓鋼。成品工作輥輥身表面硬度HRC63-65，淬火深度3-5mm。工作輥表面粗糙度Ra0.2，圓柱度和圓度保證在0.01mm以內(nèi)。

2.4中間輥

拉矯機(jī)彎曲工作輥與支撐輥之間一般會(huì)增設(shè)中間輥，避免工作時(shí)，相鄰兩支撐輥輥套棱邊對(duì)工作輥造成壓痕，反饋到板帶上，形成輥印缺陷。

中間輥的長(zhǎng)度L3，一般情況下應(yīng)滿足L1≤L3≤L2。

中間輥的材質(zhì)、加工工藝、裝配要求與工作輥相似，但是輥身硬度一般略低于工作輥硬度為HRC62-63。

2.5輥端支撐、輥端支撐套及輥?zhàn)庸潭?/p>

輥端支撐和支撐套是工作輥和中間輥兩端的支撐零件，通過輥?zhàn)庸潭芄潭ㄔ谳伡苌?，如圖二所示：

輥端支撐一端與輥?zhàn)舆B接，另一端被輥端支撐套包攏，輥端支撐和輥端支撐套在安裝時(shí)，軸向和徑向都應(yīng)留有間隙。并且在輥端支撐端部球面位置，輥端支撐套內(nèi)部鑲嵌有硬質(zhì)合金片或陶瓷片。

輥端支撐主要失效形式為燒死、斷裂，造成這種現(xiàn)象的原因有：轉(zhuǎn)速高，溫升快，潤(rùn)滑不良;輥端支撐套安裝間隙不合適;板帶單側(cè)板型差，造成工作輥軸向力偏大;輥端支撐密封失效，造成內(nèi)部軸承早起磨損;輥端支撐強(qiáng)度不夠等。

輥?zhàn)庸潭茉谠O(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)考慮輥?zhàn)有弈ズ笸ㄓ眯?，例如?8的工作輥，使用一段時(shí)間后，直徑修磨到φ27，此時(shí)固定架要能與修磨后工作輥匹配。另外工作輥固定架結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)要考慮裝拆可操作性，盡量滿足操作人員能在操作側(cè)進(jìn)行機(jī)上換輥的功能。

3輥盒的裝配

由于輥盒屬于的金字塔疊加結(jié)構(gòu)，特別是底層的支撐輥數(shù)量多，除了正確的安裝流程外，對(duì)安裝人員的裝配經(jīng)驗(yàn)也有一定要求。具體安裝步驟如下：

1）將輥端支撐涂上螺紋膠裝在工作輥和支撐輥上;

2）將三組支撐輥按組裝配在輥架上，然后把兩個(gè)中間輥?zhàn)匀化B放于支撐輥上;

3）用0.02mm塞尺檢查各支撐輥與中間輥間隙，每個(gè)支撐輥2/3的輥面與中間輥之間，塞尺不通過方為合格，否則應(yīng)拆卸支撐輥?zhàn)鱿鄳?yīng)調(diào)整后，重復(fù)第（2）步;

4）對(duì)中間輥施加一定的壓力，推動(dòng)中間輥，檢查各輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)靈活性;

5）將工作輥疊放于兩個(gè)中間輥之上，對(duì)工作輥施加一定的壓力，推動(dòng)工作輥，檢查各輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動(dòng)靈活性;

6）安裝輥端支撐套、輥?zhàn)庸潭?，保證輥端支撐留有合適間隙;

7）安裝輥盒其它附件。

4 輥盒的維護(hù)和保養(yǎng)

拉矯機(jī)輥盒在使用時(shí)，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

1）定期清理輥盒積灰，檢查輥?zhàn)颖砻婀鉂嵍龋逑摧佔(zhàn)由戏e灰;

2）工作時(shí)出現(xiàn)異響、震動(dòng)時(shí)，應(yīng)及時(shí)停機(jī)查看;

3）支撐輥磨損后，必須對(duì)支撐輥進(jìn)行按組更換，避免支撐輥安裝后受力不均;

4）條件允許的情況下，定時(shí)對(duì)板帶上下表面噴涂清洗劑，提高工作輥使用壽命。

5結(jié)語

隨著市場(chǎng)多元化的需求，用戶對(duì)拉矯機(jī)功能要求也越來越高，薄厚板、寬窄板的通用性越來越頻繁的被業(yè)主們提出，特別是高速線上的拉矯機(jī)，我們?cè)诳紤]輥盒剛性的同時(shí)，一定要注意窄而薄的板帶拉矯時(shí)，是否會(huì)有打滑的現(xiàn)象發(fā)生。對(duì)于超過2.5m的寬幅拉矯機(jī)，各輥累計(jì)在一起的啟動(dòng)力矩是不容小覷的，如何降低啟動(dòng)力矩，是寬幅拉矯機(jī)輥盒首要考慮的問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]朱晉英《多輥軋機(jī)背襯軸承和工藝潤(rùn)滑系統(tǒng)分析》[J]冶金設(shè)備2014，（216），138-139;

[2]陳龍官 黃偉《冷軋薄鋼板精整生產(chǎn)技術(shù)》北京冶金工業(yè)出版社，2009.3;

作者簡(jiǎn)介：

余鵬，男，出生日期1990年，籍貫湖北省襄陽(yáng)市，助理工程師，機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化本科畢業(yè)。

（作者單位：襄陽(yáng)宇清傳動(dòng)科技有限公司）