不锈钢冷轧二十辊轧机卷取芯轴检修施工方案优化
2015-12-29张有明
张有明
（酒钢集团宏兴股份检修工程部 甘肃嘉峪关 735100）
不锈钢冷轧二十辊轧机卷取芯轴检修施工方案优化
张有明
（酒钢集团宏兴股份检修工程部 甘肃嘉峪关 735100）
本文从二十辊轧机卷取机芯轴设备内部、结构组成入手，依据设备图纸以及设备运行工艺的具体情况，分析了导致卷取机芯轴，下钳口出现回缩不畅的三种原因；并根据导致故障的原因提出检修方案，同时优化了检修工艺步骤，以便以后更好的维护检修该类设备提供参考。
二十辊轧机；卷取机；芯轴；开口度；实际尺寸；修复
酒钢不锈钢厂冷轧分厂自2007年11月26日正式投产以来，经过一段时间的生产试运行，该分厂的5台二十辊轧机卷取机芯轴，先后都出现问题，从而导致卷取机不能正常卷取带钢，使得整个轧机系统无法发挥正常效能。该工序全部采用德国SUNDWIG公司机械设备，在同类设备中处于国际最先进水平，其中尤其以二十辊轧机为核心设备。同时我们的检修人员在此之前也从未接触过该类设备，为了使检修人员有效、快速检修维护该设备，也为了给今后的检修提供参考，因此这里将故障产生的原因及检修方法做一阐述。
1 设备结构概况
卷取机：
每部二十辊轧机左右两侧各有一台完全相同的卷取机。
1.1 形式
可逆式卷取机（可正反向旋转）。
1.2 技术参数
芯轴名义直径：607mm
芯轴膨胀范围：直径592mm-610mm-615mm
芯轴长度：1，500mm
带钢钳口的最大开口度：约12.35mm
钳口动作：通过一个液压缸及机械夹紧装置的液压动作。
钳口适用厚度范围：0.6～6.0mm
钳口角度：约45°
钢卷外径：最大2，200mm
1.3 功能
卷取机用于在轧制过程中卷取和开卷带钢，并建立控制带钢导向和支持轧制过程中需求的带钢张力。
1.4 结构和特点
卷取机主要包括下列部件：
（1）制作的、全封闭齿轮箱配有润滑油供给和排出的连接管线，齿轮润滑是通过集中齿轮润滑系统。
（2）齿轮箱：
①淬硬及研磨的斜齿轮。
②轴安装在耐摩轴承内。
（3）四棱锥扇形板型的芯轴；其中的一块扇形板装配了一个用于夹紧带钢头部的钳口及夹紧装置，膨胀及钳口机构由一液压缸同时动作；芯轴的一块扇形板刻有标尺；为了胀紧套筒，芯轴可由液压缸进行过膨胀。
过膨胀范围由一双柱塞液压缸实现。从592mm膨胀至610mm的第一个液压缸行程用于真实内径为610mm钢卷，并用于卷取过程。
从610mm膨胀至615mm的过膨胀范围用于轧制带和不带套筒的钢卷，以确保通过钢卷芯轴的压力来固定钢卷。
（4）用于支撑悬臂式卷取机芯轴的液压调节的外支撑轴承；可调的锥形环套用于匹配芯轴的末端；安装在轧机机架底座的外支撑轴承由一液压缸通过液压力固定。
（5）液压动作的钢卷推板，安装在齿轮箱上，装有弹性青铜指状体，用于帮助卸钢卷与尾卷。
（6）用于芯轴收缩的自动压力控制功能。
（7）在轧制期间，被卷取钢卷的收缩力量不断增加。为了防止损伤芯轴，膨胀缸将自动释能，压力蓄能器将容纳液压油的溢流。在轧机逆向轧制后，钢卷被开卷，收缩力量减小。芯轴自动膨胀，蓄能器释能。
芯轴的润滑点不属于干油润滑系统。
2 故障表现形式及产生原因分析
卷取机芯轴出现的故障，主要表现为下钳口缩回不畅：正常状态时，当下钳口的驱动压力解除后，下钳口在5组蝶形弹簧的共同作用下瞬间缩回，在上、下钳口间产生12.35mm的间距，从而使钢带头顺利脱离卷取机芯轴。然而现在当下钳口驱动压力解除后，下钳口不能向芯轴中心方向缩回，无法实现第一卷钢带尾部的脱离及第二卷钢带头部的插入。
根据芯轴的组织机构图分析，能够导致产生该故障的主要原因有三个方面的因素：
（1）卷取机芯轴卷筒在使用过程中，由于经常性的重复夹紧或释放带钢头部的动作，使得上钳口头部发生变形，或者右侧上钳口固定螺丝预紧力过大，都会导致在正常使用状态时钳口间距严重小于12.35mm的标注值。由于在进行钳口张开动作时，芯轴外侧的4块扇形块首先缩回，然后下钳口才开始回缩，一旦左、右上钳口之间的距离小于12mm时，这样就会在下钳口开始回缩前，在左、右上钳口间产生一个对下钳口的夹持力，当这个夹持力大于安装在下钳口下方的5组蝶形弹簧所产生的拉力时，就会出现下钳口缩回不畅的现象（详见图1）。
（2）由图2所示，在芯轴尾部安装着一个约85mm长的弹簧，其作用是使芯轴在无液压顶针的压力下自动缩回，和下钳口下方安装的5组蝶形弹簧一起联动，最终使得下钳口自动缩回，实现释放带钢的功效。当该弹簧弹力小于规定值时，芯轴无法自动缩回，也会使得下钳口出现缩回不畅的故障。
图1
图2
（3）芯轴外径实际尺寸严重超出设计标准规范上限，使得芯轴与外套间隙配合超标，在往复运动时摩擦力增大，使得芯轴滑动不畅，最终使得下钳口出现收缩不畅的现象。这个原因导致的故障，在修复步骤方面也最为烦琐复杂。
3 修复工艺过程
修复上述第一种原因所导致的故障，只需更换新的上钳口或卸松右侧上钳口固定螺丝，使钳口开口度不小于12.35mm即可；第二种原因所导致的故障，修复方法也比较简单，只需将芯轴末端的旋转供油器拆除，再卸掉弹簧压盖，更换新的弹簧即可排除故障。这里将重点介绍第三种原因所导致的故障修复工艺过程。
3.1 修复工艺流程
拆除外支撑轴承座→拆除上、下钳口→拆除钳口侧膨胀块→关停芯轴液压系统并卸压→拆除芯轴尾部旋转供油器→解体芯轴零部件抽出芯轴并加工研磨至符合设计规范→按相反顺序回装→单机试车。
3.2 修复所需工具
1吨导链2台，吊带2条，30、36呆梅扳手2把，36、47重力套筒扳手1套，10、14内六方扳手2套，大锤、手锤各1把，撬杠1根，一字形螺丝刀1把，M8-80，M10-80螺杆各1条，M24-160螺杆2根，内外径测量千分尺1把，管钳1把，特制卡扣1件，铁桶1只。
3.3 修复步骤
（1）首先将芯轴钳口旋转至最上端，下侧2螺母连线与水平面保持在平行状态；
（2）拆卸外支撑轴承连接螺栓，用钢卷小车将外支撑轴承座拉出；
（3）将固定扇形块根部1/4圆弧卡环的4条固定螺栓（14mm的内六方扳手）拆掉，并取出1/4圆弧卡环；
（4）用2把10mm的内六方扳手拆卸钳口固定螺栓（每块50条，2块共100条螺栓。），拆掉两侧固定片；
（5）用一字形螺丝刀撬开钳口上顶块，将上顶块水平提出；
（6）用M8的螺杆取出5个定位销，用M10螺杆旋入滑块顶部丝6孔，将5个固定滑块提出；
（7）将钢卷小车开至芯轴下方，并抬升至芯轴下边缘，芯轴旋转1800；
（8）用2个吊耳旋入钳口侧膨胀块外端，将吊带穿入并用钢卷小车将其拉出；
（9）关停液压系统，并卸压挂牌；
（10）用管钳将旋转供油器3根油管（卸前编号标示）卸掉并密封端口，用铁桶盛接流出液压油；
（11）用2台1吨倒链将旋转供油器水平吊拉，拆卸螺丝（36重力套筒扳手）后吊出；
（12）用内六方扳手拆卸弹簧卡板，不能全部拆掉，对角留2条，用2根M24-160螺杆旋入，缓慢旋出，以防内部弹簧将卡板弹出伤人；（伸长量85mm）
（13）用特制卡扣将后端杆卡住，用47mm重力套筒扳手将后端螺扣卸掉；
（14）将芯轴从操作侧抽出，检查内部连接情况及轴径、轴孔尺寸，超标修磨；
（15）按相反顺序回装；
（16）单机试车。
该修复工艺过程具有最有效、最简单以及最安全的特点，使检修人员可以在24h内快速排除设备故障，恢复设备正常功能，尽可能缩短设备故障时间。
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TG333
A
1673-0038（2015）01-0072-02
2014-11-15
张有明（1975-），男，汉族，本科，主要从事设备检修维护工作。
