单机架六辊可逆轧机卷取机外支撑优化设计

2018-12-20梁小田黄小全侯方洋胡志辉

现代制造技术与装备 2018年11期

梁小田黄小全侯方洋胡志辉

（中冶南方（新余）冷轧新材料技术有限公司，新余 338025）

中冶南方（新余）冷轧新材料技术有限公司单机架六辊可逆轧机为国内第一套生产高强钢的国产化小辊径轧机，主要产品为35W440及50W470牌号硅钢。在生产运行过程中，存在入出口卷取张力波动大，卷取机轴头周向跳动大的问题，直接影响轧机提速及卷取机卷筒轴的使用寿命。

1 机组主要参数及外支撑设计原始设计情况

机组主要参数的基本情况如表1所示。

表1 机组主要参数

卷取机外支撑为液压摆臂式，半包围结构，A、C点为固定点，外支撑通过液压缸动作来支撑卷取机卷筒轴头，外支撑卷取机轴头外圆与转向辊外圆切线相对水平线位置的夹角为29°，卷取机轴头C的切点与转向辊切点的连线（张力线）相对水平线位置的夹角为42°，如图1所示。

图1 旧外支撑布局图

在生产状态下，卷取机上钢卷卷重持续变化，假设卷筒轴头C点所受张力不变的情况下，根据受力的平行四边形法则，当卷重逐渐减小时，C点所受带钢张力与卷重所受的合力的大小一直在变小、合力角度也在变小。

2 存在的问题

轧机2016年6月前后，轧机入出口卷筒轴出现3次断裂事件，严重影响生产。用百分表对卷筒轴在建张生产中的周向跳动情况进行测量发现：建张180kN时，入口卷筒轴往机架拉动1.2mm，出口卷筒轴C点位置往机架拉动2.18mm，运行中卷筒轴周向跳动值波动都超过1mm，且肉眼能清晰的看见卷筒轴头与外支撑相对位置变化。根据以上情况确定卷取机运行过程中周向跳动过大为轧机卷取机卷筒轴断裂的一个主要原因。

3 整改方案

基于以上分析，轧机卷筒轴跳动过大造成卷筒轴承受较大的外力。在卷筒高速旋转过程中，由于合力角a在逐渐减小，需将卷筒轴头C点处受力加以平衡，以限制卷筒轴的跳动。具体方案如下：外支撑B点及卷筒轴C点位置保持不变，将外支撑对卷筒轴支撑的包角改大（C点卷筒轴轴头位置），考虑AC间支撑臂动作时设备干涉情况，修改的包角必须小于42°，拟取41°，A点位置需相应做调整，如图2所示。

图2 新外支撑布局图

具体优化措施：首先在41°角度线上，综合其他因素，A点位置上移252.25mm，左移动177.32mm；其次相应更换新的外支撑臂和托块；最后为保持整个外支撑机构在打开和闭合状态下与改造前各杆件的相对角度不会有太大变化，相应增加了连杆的臂长；同理，相应增加液压缸的伸出长度，并且使连杆机构的各个销轴及其轴承等均利旧。

通过修改设计将外支撑块与卷筒轴接触弧长高度值增加了40mm，外支撑卷取机轴头外圆与转向辊外圆切线相对水平线位置的夹角由原来的29°增加至41°，包角增大了12°。