关于三辊导向装置存在的问题及其解决办法

2015-11-25郑迎梅

山西冶金 2015年6期

关键词：三辊关键部位顶杆

郑迎梅，韩强

（太原重工齿轮传动分公司设计研究所，山西太原 030024）

经验介绍

关于三辊导向装置存在的问题及其解决办法

郑迎梅，韩强

（太原重工齿轮传动分公司设计研究所，山西太原 030024）

针对原有三辊导向装置出现的问题，就不合理的结构作出相应的改进，对关键部位的材质进行相应的更换，使得改造后的三辊导向装置能够满足生产要求，减少了设备的损耗，改善了生产条件，提高了钢管的质量，降低了日常维修的成本。

三辊导向装置轧制中心线材质液压缸螺栓

三辊导向装置在无缝钢管的生产中起着非常重要的作用：保证顶杆中心线和轧制中心线一致（顶头如果偏离轧制中心线，则轧制出的钢管壁厚就会不均匀）；对于穿孔机前道工序的三辊导向装置来讲，其作用是抱紧顶杆，使得顶杆在穿孔过程中保证有足够的刚度；在抱紧顶杆的同时，保证顶杆绕轧制中心线旋转；对于管轧机后道工序的三辊导向装置来讲，其作用是抱紧毛管，使得毛管中心线和轧制中心线保持一致。可见，如果三辊导向装置出现问题，会给钢厂的生产带来很大的麻烦。

1 三辊导向装置存在的问题

某无缝钢管厂原有的三辊导向装置存在一些设计缺陷，不能满足生产要求，因此委托太原重工齿轮传动分公司重新设计生产一批三辊导向装置作为备用。经过操作人员的介绍和现场考察发现，在管轧机后道工序的三辊导向装置和穿孔机前道工序的三辊导向装置均存在如下类似的问题。

1.1 原有三辊导向装置的轧制中心线不一致

由于管轧机后道工序的三辊导向装置轧制中心线不一致，使得毛管的中心线和轧制中心不一致，导致的结果是顶杆振动十分严重，影响产品质量；同时对三辊导向装置也造成非常严重的损害。同样，穿孔机前道工序的三辊导向装置轧制中心线不一致，也无法保证顶杆在穿孔过程的中心线和轧制中心线一致，导致的结果同上。

1.2 两个液压缸离得太近使得维修非常困难

如图1和图2所示。液压缸在维修更换中非常困难，费时费力，严重影响钢厂的生产，而且由于原有的三辊导向装置的轧制中心线不一致造成其剧烈振动，使得液压缸维修、更换更加频繁。

图1 原液压缸布置图一

图2 原液压缸布置图二

1.3 有些结构设计不合理使得螺栓断裂后无法被取出

如下页图3所示，在固定液压缸的下轴承座上加工有螺纹孔，上轴承座和下轴承座用螺栓联接，但是由于液压缸的频繁工作产生反作用力，使得螺栓长期处于受拉伸的交变应力状态，因此，螺栓常常疲劳断裂，而断裂的螺栓根本无法被取出。图3中画圈的部分就是由于无法取出断裂的螺栓，只好临时用钢板和钢筋将上下轴承座焊死。另外，即便螺栓没有断裂，但是现场的工作状况十分恶劣，冷却水常常使螺栓变得锈迹斑斑，结果在更换液压缸的时候，如果用力过大就会使得螺栓断在下轴承座里，无法取出螺栓，给维修工作带来很大的麻烦。

图3 原轴承座联接图

1.4 选材不合理

有些关键部位的轴材质是45钢，表面硬度不够，综合性能不高，使得这些关键部位的轴磨损得十分严重，从而使运动副之间的间隙越来越大，而越来越大的运动副间隙又加剧了设备的进一步磨损，最终形成恶性循环。

2 改造办法

2.1 针对原有三辊导向装置的轧制中心线不一致的改造

原有三辊导向装置的轧制中心线不一致的主要原因是设备制造和安装存在误差。因此，将机架的左右两端面改成斜面（见图4中用黑颜色圈住的部位），仍然利用原来的地脚螺栓，增加楔铁来微调三辊导向装置的轧制中心线，弥补设备制造和安装的误差。调好设备后，用挡块顶住楔铁后面，再将挡块与地面的预埋钢板焊接，可有效防止设备在工作中发生的轧制中心线偏移，如图4和图5所示。

图4 原导向装置地脚图

2.2 针对两个液压缸离得太近的改造

对于两个液压缸离得太近、不利于维修更换的问题，改造办法是，将中间的液压缸移到左边，如图6所示，同时对相应的杠杆和联动板进行改动。

图5 改进后地脚安装图

图6 改进后液压缸布置图

2.3 针对螺栓断裂后不易被取出的改造

对于螺栓断裂不易被取出的问题，改造方法如图7所示，以液压缸轴承座为例说明。将下轴承座的螺纹孔改成通孔，使得螺栓穿过上下轴承座，用螺母加弹垫拧紧。这样，螺栓断裂后很容易被更换。建议该设备其他螺栓联接的结构也尽可能采用这种结构。

图7 改进后轴承座联接图

2.4 针对选材不合理的改造

针对有些关键部位的轴的材质选择存在的问题，改造时将关键部位的轴（包括联动板的轴、杠杠的轴、抱紧辊的轴）的材质都改成40CrNiMo。此材质经过表面淬火，淬火硬度（HRC）为50～55，淬硬层厚度为0.6～0.8 mm，能保证这些轴具有良好的冲击韧性以及很高的表面硬度和耐磨性能，从而可以保证各运动副的配合间隙不会变大。