冷轧平整换辊大车行走卡阻原因分析及应对措施

方 剑，傅家彬

（柳州钢铁集团有限公司冷轧板带厂，广西 柳州 545000）

柳钢冷轧平整换辊大车作用是工作辊、支撑辊的换辊装置，实现平整机架快速换辊，提升换辊效率和检修效率。原有1250平整机换辊大车只有减速电机在一端驱动，特别是南方梅雨季节经常出现打滑或驱动力不足情况，致使换辊大车无法前进或后退，导致卡阻故障停机，影响到企业生产效率。国内一些钢厂曾发生多起因换辊大车驱动力不足，造成长时间停机的设备事故。针对冷轧厂平整机换辊大车减速电机驱动力不足状况，重新设计一种换辊大车电液混合传动装置增加换辊大车驱动力同时减少减速电机载荷，提升换辊大车运行稳定性，有效弥补原系统驱动力不足。因此该厂开展平整机换辊大车传动系统升级改造攻关，减少换辊大车行走卡阻或打滑。

1 冷轧平整机换辊大车卡阻原因分析

1.1 换辊大车车轮卡阻、打滑形貌及特征

柳钢冷轧平整换辊大车一端两侧各有一个减速电机驱动，在长期使用过程中，换辊大车车轮轴连接处生锈增加驱动阻力，同时减速电机在长期使用过程中能力损耗大驱动力下降，易导致换辊大车行走过程中产生卡阻。当南方出现梅雨季节时，因轨道潮湿使得摩擦力减小变滑，换辊大车行走过程中出现打滑情况，见图1和图2。

图1 换辊大车打滑情况

图2 换辊大车原有传动装置安装使用示意图

2 消除冷轧平整机换辊大车卡阻措施

通过现场对冷轧平整换辊大车运动过程观察分析，当换辊大车出现卡阻时，主传动减速电机连接车轮有动作，但实际换辊大车整体卡阻不能转动；当用导链把换辊大车拉过某个位置，换辊大车又可以转动起来。当南方出现梅雨季节时，因轨道潮湿使得摩擦力减小变得较滑，换辊大车行走过程中出现打滑。针对以上情况，得出结论：要解决换辊大车车轮卡阻及打滑问题，需要增加换辊大车的驱动力和吸附在轨道的摩擦力，减小减速电机的载荷。故对换辊大车驱动机构进行升级改造，增加电液混合传动装置，实现换辊大车由“两驱”变“四驱”，该换辊大车电液混合传动装置由传动机构和阀台两部分组成，安装使用见图3。

图3 换辊大车新增传动装置安装使用示意图

2.1 设计换辊大车传动机构，增加驱动力

根据原有同步轴轴承座孔中心到底座距离为50mm，两轴承座中心为515mm，齿轮轴中心到地面距离为150mm，则换辊大车的传动装置中心轴到换辊大车车架端面≤50mm。

该换辊大车传动装置的传动机构形状为“土”形状（见图4，传动机构由液压马达、底座、联轴器、键、齿轮轴、UCP210轴承（自带轴承座）、UCP205轴承（自带轴承座）、定位销、螺栓1、螺栓、螺栓3、定距环、螺母1和螺母2组成。其传动机构外形尺寸长1168.4mm，宽234mm，高112.2mm。经过计算传动机构中心轴到换辊大车车架端面距离≤50mm，则液压马达选用输出轴直径φ32mm，安装法兰尺寸直径φ134mm，螺栓孔尺寸为φ13mm，长度为226.4mm，其主要作用为传动机构提供驱动力；底座根据液压马达安装尺寸，设计长为235mm，宽为225mm，高为45mm，安装孔直径φ86mm，其主要是安装固定液压马达，起到支撑作用；联轴器根据液压马达输出轴直径φ32mm，选用型号为ML3联轴器，长度为103mm，直径φ70mm，其主要是使液压马达与齿轮轴连接起来，起到传递运动和扭矩作用；键设计尺寸为10mm×8mm×36mm，其主要作用为固定联轴器，防止其窜动，起到传递运动和扭矩作用；齿轮轴设计尺寸长为879mm，齿轮齿顶圆直径为234mm，安装联轴器和UCP210轴承处尺寸为直径φ32mm、长为40mm，安装UCP205轴承处尺寸为直径φ25mm、长为640mm，安装螺母1和螺母2处尺寸为M24×62mm，其主要是带动换辊大车车架运动，起到传递动力作用；UCP210轴承和UCP205轴承是自带外轴承座，起到固定齿轮轴和防止齿轮轴窜动的作用；定位销是防止UCP210轴承和UCP205轴承错位，起到定位作用，提升安装精度；螺栓1连接液压马达和底座，起到紧固作用；螺栓2、螺栓3起到紧固轴承座的作用；定距环、螺母1和螺母2起到固定齿轮轴，防止其窜动的作用。

图4 换辊大车传动机构

2.2 设计换辊大车阀台，实现无极调速

该换辊大车传动装置的阀台为系统控制元件，根据系统控制需要，阀台由先导式减压阀、先导式比例换向阀、压力补偿器、溢流阀1和溢流阀2组成。先导式减压阀是根据系统需要来设定压力，起到稳压的作用；先导式比例换向阀是实现液压马达换向和无极调速的作用；压力补偿器对系统动作起到稳压、匀速的作用；溢流阀1和溢流阀2是防止液压马达压力过高而泄漏回油箱，起到保护液压马达的作用。

综合上述，根据原有减速电机参数，通过调整液压马达比例换向阀的开口度，实现液压马达转动速度与减速电机匹配，从而增加换辊大车驱动力以及减少电机驱动载荷，提升设备运行稳定性。

3 结语

我们对原有柳钢冷轧平整机换辊大车行走卡阻及打滑进行分析，得出驱动力不足及吸附轨道摩擦力减小是主要原因，通过对换辊大车增加电液混合传动装置，根据原有减速电机参数，调整先导式减压阀和溢流阀的开口度，提升系统控制精度；调整液压马达比例换向阀的开口度，实现液压马达转动速度与减速电机速度匹配，相当于换辊大车增加一套牵引装置和增加一倍吸附轨道摩擦力，从而增加换辊大车驱动力以及减少电机驱动载荷，解决换辊大车行走卡阻及打滑问题，提升设备运行稳定性。该换辊大车电液混合传动装置具有灵活性、可调性的优点，安装与拆卸方便，使用可靠的特点。