淺析2100mm鋁熱粗軋機(jī)立輥系統(tǒng)的檢修工藝改進(jìn)

郎海東 王立東 李久良 高偉 董穎

摘 要：本文主要講述了2100mm熱粗軋機(jī)的軋制原理、軋機(jī)立輥部分的的工作原理及其作用、常見(jiàn)故障和傳統(tǒng)檢修方法，采用新的檢修辦法后的優(yōu)點(diǎn)。

關(guān)鍵詞：立輥、沉箱、花鍵套、固定螺栓

一、前言：

鋁是目前僅次于鋼鐵的第二類金屬，其板帶材具有質(zhì)輕、強(qiáng)度高、耐蝕、可焊、易加工、表面美觀等特點(diǎn)，被廣泛的應(yīng)用于國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)，特別是航天航空、包裝容器、建筑裝飾、交通運(yùn)輸、電子通訊等領(lǐng)域。我國(guó)發(fā)射的“神八”飛船，上面好多鋁及鋁合金用品都是我們東輕公司加工制造的軍工產(chǎn)品。隨著鋁及鋁合金加工技術(shù)的迅猛發(fā)展，鋁加工產(chǎn)品的質(zhì)量和產(chǎn)量不斷提高。同時(shí)也出現(xiàn)了許多新設(shè)備、新技術(shù)、新材料、新工藝。我公司引進(jìn)的2100mm鋁板材軋機(jī)就是一種新型的鋁加工設(shè)備，它的熱粗軋機(jī)的立輥部分，具有很高的精度，能夠達(dá)到國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平。但是由于生產(chǎn)任務(wù)重，疲勞作業(yè)，2100mm鋁板材熱粗軋機(jī)立輥開(kāi)始出現(xiàn)問(wèn)題，導(dǎo)致軋機(jī)都無(wú)法進(jìn)行正常工作。這就需要對(duì)立輥部分進(jìn)行徹底的檢查和修理。

二、鋁板帶2100mm熱軋機(jī)的軋制原理及其立輥部分的工作原理

鋁板帶2100mm熱軋機(jī)的軋制是借助旋轉(zhuǎn)軋輥的摩擦力，將軋件拖入軋輥間，同時(shí)依靠軋輥施加的壓力，使軋件在軋輥間發(fā)生壓縮變形的一種材料加工方法。軋件通過(guò)軋制后，不僅使軋件的尺寸、形狀發(fā)生變化，軋件的組織與性能也得到改善和提高。軋制的過(guò)程經(jīng)歷了開(kāi)始咬入、拽入、穩(wěn)定軋制和軋件拋出四個(gè)階段，而熱扎一般指金屬再結(jié)晶溫度以上進(jìn)行的軋制，以板坯為原料，經(jīng)加熱后由粗軋機(jī)組及精軋機(jī)組支撐鋁板帶，由卷取機(jī)制成鋁帶卷，冷卻后的鋁帶卷，根據(jù)用戶的不同需要，經(jīng)過(guò)精整作業(yè)線加工而成鋁板。而軋制時(shí)軋輥承受的軋制壓力，通過(guò)軋輥軸承、壓下螺絲的零部件，最后由機(jī)架承受。所以在軋制過(guò)程中，所有上述受力件都會(huì)發(fā)生彈性變形，嚴(yán)重時(shí)可達(dá)數(shù)毫米。立輥系統(tǒng)一般由機(jī)架、傳動(dòng)裝置、立輥輥系等組成，立輥由電機(jī)通過(guò)減速機(jī)和連接軸進(jìn)行傳動(dòng)。立輥裝配在可以動(dòng)的軋機(jī)輥架中，立輥和軋機(jī)輥架通過(guò)液壓缸進(jìn)行移動(dòng)，并具有寬度控制和短行程控制的功能。

三、立輥軋機(jī)的作用和軋邊工藝的確定

立輥系統(tǒng)主要是控制鋁板的寬度和平面度，減少了切邊量，提高板坯成材率。同時(shí)立輥系統(tǒng)能將水平軋制的鋁板寬展量壓縮回去，保持既定的板寬，并可消除凸凹型板邊，防止軋件邊緣產(chǎn)生鼓形、裂邊、邊部折疊、邊部減薄等，形成邊緣整齊的板材。立輥扎邊的工藝主要是控制軋邊道次和軋邊量。立輥軋邊的目的是控制帶材寬度精度，減少帶材的裂邊。軋邊道次多，軋邊量大，帶材邊裂小。但是鑄錠邊部鑄造產(chǎn)生的偏析（黑皮）在軋邊時(shí)易壓入帶材表面，特別是上表面尤為明顯。因此，嚴(yán)格控制軋邊道次和軋變量是非常必要的。此外，軋邊速度和方式也必須考慮，應(yīng)將軋邊速度與即將進(jìn)行水平軋制熱粗扎設(shè)定速度保持一致。

四、立輥部分出現(xiàn)的問(wèn)題和需要采取的措施

軋機(jī)立輥部分在運(yùn)行一段時(shí)間后，會(huì)出現(xiàn)很多問(wèn)題，具體表現(xiàn)就

是鋁板軋制寬度無(wú)法控制、鋁板表面邊部有黑皮、立輥開(kāi)口度打開(kāi)不到位等。在這種情況下，首先就是必須對(duì)立輥進(jìn)行認(rèn)真而專業(yè)的檢修，才能讓立輥恢復(fù)應(yīng)有的精度。其次，采取措施要改善鑄錠的邊部質(zhì)量，保證立輥輥身的尺寸精度和表面光潔度。控制軋邊速度和采用合適的軋邊方式，編制正確的軋邊工藝。保證立輥能夠調(diào)到立輥所需要的開(kāi)口度。

五、立輥問(wèn)題的分析與傳統(tǒng)檢修工藝的弊端

經(jīng)過(guò)在立輥現(xiàn)場(chǎng)認(rèn)真的勘查和與有關(guān)部門(mén)的研究后，一致認(rèn)為立輥的問(wèn)題主要是由于立輥底部的傳動(dòng)系統(tǒng)內(nèi)的減速箱出現(xiàn)故障導(dǎo)致的（如圖1）。

2100mm熱粗軋機(jī)立輥部分的傳動(dòng)軸上的花鍵套及其靠近操作側(cè)的連接傘齒輪，由于長(zhǎng)期疲勞作業(yè)，齒輪與花鍵套連接的固定螺栓全部變形嚴(yán)重，導(dǎo)致軸承箱與傳動(dòng)軸都無(wú)法正常工作。

解決的辦法就是將固定螺栓全部更換。立輥的傳統(tǒng)檢修工藝一般都是從上到下，全部解體，逐一檢測(cè)。先拆除立輥上面的中間輥道，然后在拆除立輥，最后在拆除減速箱體。中間輥道長(zhǎng)3米，寬700mm，重量有5噸，而立輥重量有12噸，無(wú)論是設(shè)備解體還是吊運(yùn)，都存在很大的難度。如果按照常規(guī)的檢修方式進(jìn)行，就會(huì)延長(zhǎng)設(shè)備檢修時(shí)間和停機(jī)時(shí)間，降低生產(chǎn)效率，增加生產(chǎn)成本。

六、改變立輥檢修的傳統(tǒng)工藝，運(yùn)用新的檢修辦法

將立輥全部解體，不僅浪費(fèi)時(shí)間，還要投入大量的人力物力。本次檢修，決定改變傳統(tǒng)的檢修工藝，采取“沉箱”的方法，縮短檢修時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。所編制的施工組織設(shè)計(jì)是：

1，做好檢修準(zhǔn)備工作：檢查立輥傳動(dòng)系統(tǒng)，恢復(fù)設(shè)計(jì)精度，按照裝配標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行解體大修。檢修前要熟悉工作內(nèi)容、圖紙，搞清檢修原理。制定安全措施卡，辦理動(dòng)電證，做好掛牌上鎖準(zhǔn)備。做好機(jī)具準(zhǔn)備和吊索具準(zhǔn)備;

2，確認(rèn)設(shè)備內(nèi)的介質(zhì)、溫度、壓力、流向及斷電情況;

3，由項(xiàng)目負(fù)責(zé)人及主要參與人員編寫(xiě)施工方案。由主管工程師對(duì)參與改造的人員進(jìn)行技術(shù)交底和安全作業(yè)交底，同時(shí)進(jìn)行工作安排。由班長(zhǎng)協(xié)調(diào)本組員工，各司其職;

4，測(cè)量、設(shè)計(jì)、出圖，加工定位螺栓桿，M32mmX150mm-4件;

5，利用螺栓桿將箱體下底蓋下沉500mm-800mm，保證作業(yè)人員可以鉆入箱體內(nèi)進(jìn)行作業(yè);

6，為了保證安全，在下底蓋下面，用絲杠頂住，防止下底蓋下滑;

7，拆卸變形的固定螺栓，箱體內(nèi)只能進(jìn)入一名操作人員，作業(yè)時(shí)，拆下一個(gè)損壞螺栓后，馬上更換一個(gè)新的螺栓并緊固，以此類推。

8，箱體內(nèi)作業(yè)的同時(shí)，安排另一名作業(yè)人員手動(dòng)盤(pán)動(dòng)電機(jī)的傳動(dòng)軸，以利于改變箱體內(nèi)變形螺栓的位置。

9，同一方法，更換傳動(dòng)軸上花鍵套與傘齒輪連接處的12個(gè)固定螺栓，螺栓規(guī)格M16mmX60mm;

10，更換螺栓完成后，人員撤出減速箱體。利用千斤頂將箱體下底蓋緩慢頂起來(lái)，每次千斤頂?shù)倪M(jìn)給量為50mm—80mm。同時(shí)4個(gè)定位螺栓桿也隨著箱體一起旋緊。直至下底蓋與箱體合攏;

11，撤掉4個(gè)定位螺栓桿，將原箱體的緊固螺栓緊固;

12，試車，經(jīng)過(guò)試運(yùn)行，檢測(cè)立輥開(kāi)合度滿足工藝要求，所軋制的鋁板符合技術(shù)要求;

七、結(jié)束語(yǔ)：

本次檢修后，2100mm熱粗軋機(jī)立輥部分運(yùn)轉(zhuǎn)良好，滿足一切技術(shù)要求。按照傳統(tǒng)檢修工藝，需要7個(gè)工作日，兩個(gè)檢修班組加班連點(diǎn)的作業(yè)才能完成。立輥部分的操作人員是倒班連續(xù)作業(yè)，這就更增加了停機(jī)的損失。采用新的檢修方法以后，檢修時(shí)間只要1個(gè)工作日，一個(gè)檢修班組就可以完成。即提高了設(shè)備的使用效率，又減少了停機(jī)時(shí)間，創(chuàng)造了經(jīng)濟(jì)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1]化學(xué)工業(yè)出版社：《鋁加工生產(chǎn)技術(shù)500問(wèn)》

[2]冶金工業(yè)出版社：《鋁加工技術(shù)使用手冊(cè)》

[3]中南大學(xué)出版社：《鋁加工及其加工手冊(cè)》