热轧工作辊弯辊及横移装置的结构分析及优化
2014-08-30王伟阮东辉
王伟 阮东辉
摘 要：工作辊弯辊及横移装置是热连轧机精轧机组的核心部件之一，其结构优劣对于精轧机充分发挥控制和改善板形、提高板带材平直度具有重要影响。如今，改进设备，提高产品质量成为各钢铁企业越来越关注的方向。文章针对公司以往设计制造的多套热连轧设备的工作辊弯辊横移装置在实际使用中存在的问题，提出了几点改进方案，以期优化结构、降低故障率，提高工作效率。
关键词：热轧机；工作辊弯辊及横移；结构优化
目前，越来越多的热轧机采用工作辊弯辊及横移装置来控制和改善板形，尤其是热连轧的精轧机组，大多数采用了具有较高凸度控制能力的HCW轧机或CVC轧机。两者都具有工作辊弯辊和横移装置，区别仅是轧辊的辊型不同，其效果在国内外各大钢铁厂的生产实践中都得到了证实[1]。作为四辊热轧机的核心部件之一，工作辊弯辊及横移装置的结构合理性对其使用及维护、最终产品的板形及表面质量都具有重要影响。
1 原结构及其存在的问题
公司以往设计的弯辊横移装置普遍采用的结构包含固定块、移动块、横移缸以及装在移动块内部的弯辊缸和锁紧缸。其操作侧结构如图1所示，工作状态下，由装在移动块里的两个弯辊缸提供弯辊力，锁紧缸卡住工作辊轴承座上的凸台，横移缸带动移动块和工作辊整体移动。该结构由装在横移缸活塞杆内的位移传感器检测移动块位置，能够实现对工作辊横移量的精确控制。
传动侧弯辊横移装置的结构相对简单，仅有固定块、移动块和限位装置组成（见图2），由装在移动块内的锁紧缸的楔形缸头插入轴承座的卡槽内，依靠工作辊的轴向窜动来带动移动块。
在现场使用过程中，该结构也存在一些问题。具体有如下方面：
锁紧缸容易漏油。在操作侧，锁紧缸活塞杆一端通过T型头与挡块连接，一端可插入固定块上的圆孔中。挡块在导套中滑动并承受工作辊轴承座的冲击，不可避免地造成磨损以及两者间隙增大，从而使得锁紧缸活塞杆承受弯矩。活塞杆承受弯矩会造成两端的密封损坏甚至漏油。在传动侧，锁紧缸的供油和回油是通过两根细长的接管伸入移动块中进行配管的，一方面由于无法观察不易安装，另一方面一旦此处泄漏也不易发觉和维护，造成工作辊无法锁紧等故障。
横移缸缸头处的球面垫与球面座磨损严重，容易造成横移缸的零位漂移，影响工作辊横移精度。横移缸缸头处有螺纹，通过圆螺母将缸头和位于球面座中的球面垫相连接。此结构在移动块侧面和底面的滑板磨损后可起到微调活塞杆角度，使其免受弯矩从而延长寿命的作用。但其缺点在于球面座和球面垫之间的接触面积很小，在冲击和疲劳作用下，球面套表面很容易磨损使两者之间产生间隙[2]。而且该结构对于球面垫、球面套和圆螺母没有保护措施，水汽和氧化铁皮等容易进入加速其锈蚀和磨损。
设备配管比较困难。因为此处空间狭小，横移量较大，造成配管容易与周边设备干涉等问题，影响设备正常使用。
2 新型弯辊横移装置的结构特点
在总结原有结构存在的问题的基础上，借鉴国外先进的设计经验，我们改进了弯辊横移装置的结构。新结构将横移缸与移动块合为一体，即在移动块中加工出弯辊缸和横移缸的缸体，锁紧缸整体置入移动块中的定位及导向孔中，并且针对锁紧缸容易漏油的缺点改进了锁紧缸结构。其操作侧结构如图3所示。相比于原有的结构，它具有以下特点：
改进了锁紧缸结构，将锁紧缸整体置入移动块中，用双出活塞杆推动形状相对复杂的卡板在移动块的导向孔中前后移动，活塞杆与卡板之间不具有连接关系，卡板承受的冲击力直接反作用于移动块，因此可以保护活塞杆使其免受弯矩，避免了泄漏油现象的发生（见图4）。同时，考虑到配管的问题，将原来的外接接管取消，改为移动块内部油路直接供油，通过压紧在锁紧缸与移动块之间的密封圈能够很好地保证液压油不泄露，而且可以简化配管。
改进后的横移缸缸头连接方式见图5，横移缸缸头处有螺纹，通过圆螺母将挡圈压紧，圆螺母和挡圈起到前后止挡的作用。圆螺母与支座内孔之间有间隙，端面之间也留有间隙，这是为了在移动块滑板磨损之后起到补偿作用。挡圈与支座之间压有唇形密封圈，可有效防止水汽和氧化铁皮的进入，起到保护作用。在圆螺母径向开有沟槽，可插入螺钉防止圆螺母转动；同时，在圆螺母的外端面上把有挡环，挡环上的矩形孔可卡住液压缸缸头处的外六角凸台，起到防止活塞杆转动的作用。另外，与原结构相比，支座由原来的与固定块一体铸出改为现在的单独加工并通过大螺栓与固定块把合的方式。这样，可以在更换或检修移动块时更加便捷省时。
配管方式由原来的每个缸单独配管改为集中配管，在移动块中加工出每个缸的供油和回油油路，并通过油路块集中供油和回油。油路块穿过固定块上的矩形孔把合在移动块上，四周通过止口定位，可有效防止事故冲撞对油路密封的损伤。同时，由于所有油路均在移动块内部打通，避免了漏油现象的发生。不过，这种配管方式也存在缺点，即移动块加工比较复杂、所有软管与油路块连接增加了现场安装的难度。
3 结束语
弯辊横移装置是精轧机设计中的重点和难点，因其与轧机的工作状态和换辊状态有密切关系，必须全面考虑。文章针对原有结构提出了几点改进思路，新结构在国内某钢厂2250生产线上使用良好，改进效果得到了很好验证。
参考文献
[1]冶金工业部有色金属加工设计研究院.板带车间机械设备设计[M].冶金工业出版社，1993.
[2]周喜温，阮东辉.某1580热连轧机工作辊弯辊及横移结构分析及改进[J].科技创新与应用，2013，8（上）：34-36.endprint
摘 要：工作辊弯辊及横移装置是热连轧机精轧机组的核心部件之一，其结构优劣对于精轧机充分发挥控制和改善板形、提高板带材平直度具有重要影响。如今，改进设备，提高产品质量成为各钢铁企业越来越关注的方向。文章针对公司以往设计制造的多套热连轧设备的工作辊弯辊横移装置在实际使用中存在的问题，提出了几点改进方案，以期优化结构、降低故障率，提高工作效率。
关键词：热轧机；工作辊弯辊及横移；结构优化
目前，越来越多的热轧机采用工作辊弯辊及横移装置来控制和改善板形，尤其是热连轧的精轧机组，大多数采用了具有较高凸度控制能力的HCW轧机或CVC轧机。两者都具有工作辊弯辊和横移装置，区别仅是轧辊的辊型不同，其效果在国内外各大钢铁厂的生产实践中都得到了证实[1]。作为四辊热轧机的核心部件之一，工作辊弯辊及横移装置的结构合理性对其使用及维护、最终产品的板形及表面质量都具有重要影响。
1 原结构及其存在的问题
公司以往设计的弯辊横移装置普遍采用的结构包含固定块、移动块、横移缸以及装在移动块内部的弯辊缸和锁紧缸。其操作侧结构如图1所示，工作状态下，由装在移动块里的两个弯辊缸提供弯辊力，锁紧缸卡住工作辊轴承座上的凸台，横移缸带动移动块和工作辊整体移动。该结构由装在横移缸活塞杆内的位移传感器检测移动块位置，能够实现对工作辊横移量的精确控制。
传动侧弯辊横移装置的结构相对简单，仅有固定块、移动块和限位装置组成（见图2），由装在移动块内的锁紧缸的楔形缸头插入轴承座的卡槽内，依靠工作辊的轴向窜动来带动移动块。
在现场使用过程中，该结构也存在一些问题。具体有如下方面：
锁紧缸容易漏油。在操作侧，锁紧缸活塞杆一端通过T型头与挡块连接，一端可插入固定块上的圆孔中。挡块在导套中滑动并承受工作辊轴承座的冲击，不可避免地造成磨损以及两者间隙增大，从而使得锁紧缸活塞杆承受弯矩。活塞杆承受弯矩会造成两端的密封损坏甚至漏油。在传动侧，锁紧缸的供油和回油是通过两根细长的接管伸入移动块中进行配管的，一方面由于无法观察不易安装，另一方面一旦此处泄漏也不易发觉和维护，造成工作辊无法锁紧等故障。
横移缸缸头处的球面垫与球面座磨损严重，容易造成横移缸的零位漂移，影响工作辊横移精度。横移缸缸头处有螺纹，通过圆螺母将缸头和位于球面座中的球面垫相连接。此结构在移动块侧面和底面的滑板磨损后可起到微调活塞杆角度，使其免受弯矩从而延长寿命的作用。但其缺点在于球面座和球面垫之间的接触面积很小，在冲击和疲劳作用下，球面套表面很容易磨损使两者之间产生间隙[2]。而且该结构对于球面垫、球面套和圆螺母没有保护措施，水汽和氧化铁皮等容易进入加速其锈蚀和磨损。
设备配管比较困难。因为此处空间狭小，横移量较大，造成配管容易与周边设备干涉等问题，影响设备正常使用。
2 新型弯辊横移装置的结构特点
在总结原有结构存在的问题的基础上，借鉴国外先进的设计经验，我们改进了弯辊横移装置的结构。新结构将横移缸与移动块合为一体，即在移动块中加工出弯辊缸和横移缸的缸体，锁紧缸整体置入移动块中的定位及导向孔中，并且针对锁紧缸容易漏油的缺点改进了锁紧缸结构。其操作侧结构如图3所示。相比于原有的结构，它具有以下特点：
改进了锁紧缸结构，将锁紧缸整体置入移动块中，用双出活塞杆推动形状相对复杂的卡板在移动块的导向孔中前后移动，活塞杆与卡板之间不具有连接关系，卡板承受的冲击力直接反作用于移动块，因此可以保护活塞杆使其免受弯矩，避免了泄漏油现象的发生（见图4）。同时，考虑到配管的问题，将原来的外接接管取消，改为移动块内部油路直接供油，通过压紧在锁紧缸与移动块之间的密封圈能够很好地保证液压油不泄露，而且可以简化配管。
改进后的横移缸缸头连接方式见图5，横移缸缸头处有螺纹，通过圆螺母将挡圈压紧，圆螺母和挡圈起到前后止挡的作用。圆螺母与支座内孔之间有间隙，端面之间也留有间隙，这是为了在移动块滑板磨损之后起到补偿作用。挡圈与支座之间压有唇形密封圈，可有效防止水汽和氧化铁皮的进入，起到保护作用。在圆螺母径向开有沟槽，可插入螺钉防止圆螺母转动；同时，在圆螺母的外端面上把有挡环，挡环上的矩形孔可卡住液压缸缸头处的外六角凸台，起到防止活塞杆转动的作用。另外，与原结构相比，支座由原来的与固定块一体铸出改为现在的单独加工并通过大螺栓与固定块把合的方式。这样，可以在更换或检修移动块时更加便捷省时。
配管方式由原来的每个缸单独配管改为集中配管，在移动块中加工出每个缸的供油和回油油路，并通过油路块集中供油和回油。油路块穿过固定块上的矩形孔把合在移动块上，四周通过止口定位，可有效防止事故冲撞对油路密封的损伤。同时，由于所有油路均在移动块内部打通，避免了漏油现象的发生。不过，这种配管方式也存在缺点，即移动块加工比较复杂、所有软管与油路块连接增加了现场安装的难度。
3 结束语
弯辊横移装置是精轧机设计中的重点和难点，因其与轧机的工作状态和换辊状态有密切关系，必须全面考虑。文章针对原有结构提出了几点改进思路，新结构在国内某钢厂2250生产线上使用良好，改进效果得到了很好验证。
参考文献
[1]冶金工业部有色金属加工设计研究院.板带车间机械设备设计[M].冶金工业出版社，1993.
[2]周喜温，阮东辉.某1580热连轧机工作辊弯辊及横移结构分析及改进[J].科技创新与应用，2013，8（上）：34-36.endprint
摘 要：工作辊弯辊及横移装置是热连轧机精轧机组的核心部件之一，其结构优劣对于精轧机充分发挥控制和改善板形、提高板带材平直度具有重要影响。如今，改进设备，提高产品质量成为各钢铁企业越来越关注的方向。文章针对公司以往设计制造的多套热连轧设备的工作辊弯辊横移装置在实际使用中存在的问题，提出了几点改进方案，以期优化结构、降低故障率，提高工作效率。
关键词：热轧机；工作辊弯辊及横移；结构优化
目前，越来越多的热轧机采用工作辊弯辊及横移装置来控制和改善板形，尤其是热连轧的精轧机组，大多数采用了具有较高凸度控制能力的HCW轧机或CVC轧机。两者都具有工作辊弯辊和横移装置，区别仅是轧辊的辊型不同，其效果在国内外各大钢铁厂的生产实践中都得到了证实[1]。作为四辊热轧机的核心部件之一，工作辊弯辊及横移装置的结构合理性对其使用及维护、最终产品的板形及表面质量都具有重要影响。
1 原结构及其存在的问题
公司以往设计的弯辊横移装置普遍采用的结构包含固定块、移动块、横移缸以及装在移动块内部的弯辊缸和锁紧缸。其操作侧结构如图1所示，工作状态下，由装在移动块里的两个弯辊缸提供弯辊力，锁紧缸卡住工作辊轴承座上的凸台，横移缸带动移动块和工作辊整体移动。该结构由装在横移缸活塞杆内的位移传感器检测移动块位置，能够实现对工作辊横移量的精确控制。
传动侧弯辊横移装置的结构相对简单，仅有固定块、移动块和限位装置组成（见图2），由装在移动块内的锁紧缸的楔形缸头插入轴承座的卡槽内，依靠工作辊的轴向窜动来带动移动块。
在现场使用过程中，该结构也存在一些问题。具体有如下方面：
锁紧缸容易漏油。在操作侧，锁紧缸活塞杆一端通过T型头与挡块连接，一端可插入固定块上的圆孔中。挡块在导套中滑动并承受工作辊轴承座的冲击，不可避免地造成磨损以及两者间隙增大，从而使得锁紧缸活塞杆承受弯矩。活塞杆承受弯矩会造成两端的密封损坏甚至漏油。在传动侧，锁紧缸的供油和回油是通过两根细长的接管伸入移动块中进行配管的，一方面由于无法观察不易安装，另一方面一旦此处泄漏也不易发觉和维护，造成工作辊无法锁紧等故障。
横移缸缸头处的球面垫与球面座磨损严重，容易造成横移缸的零位漂移，影响工作辊横移精度。横移缸缸头处有螺纹，通过圆螺母将缸头和位于球面座中的球面垫相连接。此结构在移动块侧面和底面的滑板磨损后可起到微调活塞杆角度，使其免受弯矩从而延长寿命的作用。但其缺点在于球面座和球面垫之间的接触面积很小，在冲击和疲劳作用下，球面套表面很容易磨损使两者之间产生间隙[2]。而且该结构对于球面垫、球面套和圆螺母没有保护措施，水汽和氧化铁皮等容易进入加速其锈蚀和磨损。
设备配管比较困难。因为此处空间狭小，横移量较大，造成配管容易与周边设备干涉等问题，影响设备正常使用。
2 新型弯辊横移装置的结构特点
在总结原有结构存在的问题的基础上，借鉴国外先进的设计经验，我们改进了弯辊横移装置的结构。新结构将横移缸与移动块合为一体，即在移动块中加工出弯辊缸和横移缸的缸体，锁紧缸整体置入移动块中的定位及导向孔中，并且针对锁紧缸容易漏油的缺点改进了锁紧缸结构。其操作侧结构如图3所示。相比于原有的结构，它具有以下特点：
改进了锁紧缸结构，将锁紧缸整体置入移动块中，用双出活塞杆推动形状相对复杂的卡板在移动块的导向孔中前后移动，活塞杆与卡板之间不具有连接关系，卡板承受的冲击力直接反作用于移动块，因此可以保护活塞杆使其免受弯矩，避免了泄漏油现象的发生（见图4）。同时，考虑到配管的问题，将原来的外接接管取消，改为移动块内部油路直接供油，通过压紧在锁紧缸与移动块之间的密封圈能够很好地保证液压油不泄露，而且可以简化配管。
改进后的横移缸缸头连接方式见图5，横移缸缸头处有螺纹，通过圆螺母将挡圈压紧，圆螺母和挡圈起到前后止挡的作用。圆螺母与支座内孔之间有间隙，端面之间也留有间隙，这是为了在移动块滑板磨损之后起到补偿作用。挡圈与支座之间压有唇形密封圈，可有效防止水汽和氧化铁皮的进入，起到保护作用。在圆螺母径向开有沟槽，可插入螺钉防止圆螺母转动；同时，在圆螺母的外端面上把有挡环，挡环上的矩形孔可卡住液压缸缸头处的外六角凸台，起到防止活塞杆转动的作用。另外，与原结构相比，支座由原来的与固定块一体铸出改为现在的单独加工并通过大螺栓与固定块把合的方式。这样，可以在更换或检修移动块时更加便捷省时。
配管方式由原来的每个缸单独配管改为集中配管，在移动块中加工出每个缸的供油和回油油路，并通过油路块集中供油和回油。油路块穿过固定块上的矩形孔把合在移动块上，四周通过止口定位，可有效防止事故冲撞对油路密封的损伤。同时，由于所有油路均在移动块内部打通，避免了漏油现象的发生。不过，这种配管方式也存在缺点，即移动块加工比较复杂、所有软管与油路块连接增加了现场安装的难度。
3 结束语
弯辊横移装置是精轧机设计中的重点和难点，因其与轧机的工作状态和换辊状态有密切关系，必须全面考虑。文章针对原有结构提出了几点改进思路，新结构在国内某钢厂2250生产线上使用良好，改进效果得到了很好验证。
参考文献
[1]冶金工业部有色金属加工设计研究院.板带车间机械设备设计[M].冶金工业出版社，1993.
[2]周喜温，阮东辉.某1580热连轧机工作辊弯辊及横移结构分析及改进[J].科技创新与应用，2013，8（上）：34-36.endprint
