高速线材精轧机辊轴及隔套锁紧螺母改进
2013-11-05
颜振现 张玉荣 张鹏飞
（邯郸钢铁公司线棒材厂，河北邯郸 056015）
摘 要：针对高速线材生产中，精轧机辊轴及隔套锁紧螺母存在的问题进行分析，提出了改进措施，取得了较好效果。
关键词：线材；精轧机；辊轴；隔套；锁紧螺母；改进
1 前言
邯钢高速线材生产线是中国较早的一条高速线材生产线，1986年开始建设，1987年投入生产，由英国阿西洛公司的引进。该生产线的精轧机采用英国阿希洛10架，45°无扭顶交精轧机。在轧机辊轴端安装辊环来实现轧制，Z大轧制速度75m/s。
2 精轧机存在的问题及原因分析
2.1 辊轴锥度根部断裂
图1为改进前辊轴R8圆弧根部时常出现断裂现象，尤其是进入精轧机架轧机，发生断裂现象较多，一年约有10次。分析其原因是辊轴锥度根部R8圆弧曲率半径较小，应力较集中，另外，架轧机距前面预精轧机距离较远，冲击力大，负荷也较大，发生辊轴锥度根部断裂现象也较多。
关键词：线材；精轧机；辊轴；隔套；锁紧螺母；改进
1 前言
邯钢高速线材生产线是中国较早的一条高速线材生产线，1986年开始建设，1987年投入生产，由英国阿西洛公司的引进。该生产线的精轧机采用英国阿希洛10架，45°无扭顶交精轧机。在轧机辊轴端安装辊环来实现轧制，Z大轧制速度75m/s。
2 精轧机存在的问题及原因分析
2.1 辊轴锥度根部断裂
图1为改进前辊轴R8圆弧根部时常出现断裂现象，尤其是进入精轧机架轧机，发生断裂现象较多，一年约有10次。分析其原因是辊轴锥度根部R8圆弧曲率半径较小，应力较集中，另外，架轧机距前面预精轧机距离较远，冲击力大，负荷也较大，发生辊轴锥度根部断裂现象也较多。
图1 改进前的辊轴锥度根部
2.2 辊轴螺纹根部扭断
图2为改进前退刀槽采用直角形式，因此处应力集中较大，再加上锁紧螺母有预紧力，而且在轧机高速旋转中，在转动惯量作用下，锁紧螺母越来越紧，导致辊轴螺纹根部扭断。
图2为改进前退刀槽采用直角形式，因此处应力集中较大，再加上锁紧螺母有预紧力，而且在轧机高速旋转中，在转动惯量作用下，锁紧螺母越来越紧，导致辊轴螺纹根部扭断。
图2 改进前的辊轴螺纹根部
2.3 辊轴上轴承隔套崩裂
图3为改进前轴承隔套R9圆弧在与辊轴R8圆弧的配合中，由圆弧面接触，再加上轴承隔套的轴向力较大，轴承隔套在圆弧处所受外撑力非常大，经常导致轴承隔套在圆弧处崩裂现象。
图3为改进前轴承隔套R9圆弧在与辊轴R8圆弧的配合中，由圆弧面接触，再加上轴承隔套的轴向力较大，轴承隔套在圆弧处所受外撑力非常大，经常导致轴承隔套在圆弧处崩裂现象。
3 改进措施
针对精轧机出现的问题，经过分析、研究，对其实施了如下改进。
3.1 辊轴锥度根部
辊轴锥度根部R8圆弧改为R15圆弧，图4为改进后把R15圆弧改为与根部端面相交形式。由于圆弧曲率半径加大，根部直径加粗，抗剪强度增强，应力集中相对减少，从而提高了根部强度。
针对精轧机出现的问题，经过分析、研究，对其实施了如下改进。
3.1 辊轴锥度根部
辊轴锥度根部R8圆弧改为R15圆弧，图4为改进后把R15圆弧改为与根部端面相交形式。由于圆弧曲率半径加大，根部直径加粗，抗剪强度增强，应力集中相对减少，从而提高了根部强度。
图4 改进后的辊轴锥度根部
3.2 辊轴螺纹根部
辊轴螺纹根部退刀槽由直角形式改为圆弧形式，图5为改进后相对减少应力集中，提高了根部强度，减少螺纹根部承受力矩，减少辊轴螺纹根部扭断现象。
辊轴螺纹根部退刀槽由直角形式改为圆弧形式，图5为改进后相对减少应力集中，提高了根部强度，减少螺纹根部承受力矩，减少辊轴螺纹根部扭断现象。
图5 改进后的辊轴螺纹根部
3.3 轴承隔套
轴承隔套改R9圆弧为斜度，图6为改进后原来在圆弧面接触改为锥面，大大减少了轴承隔套在圆弧处所受向外撑力，提高了轴承隔套使用寿命。
轴承隔套改R9圆弧为斜度，图6为改进后原来在圆弧面接触改为锥面，大大减少了轴承隔套在圆弧处所受向外撑力，提高了轴承隔套使用寿命。
图6 改进后的轴承隔套
3.4 锁紧螺母
将锁紧螺母去掉一些多余量，改进前后的比较见图7，重量由615kg改为512kg，大大减少了转动惯量，同时缩短了锁紧螺母伸入锥套长度，避免了因锥套、辊轴及辊座磨损导致锁紧螺母压不紧锥套使辊环耍圈现象。
将锁紧螺母去掉一些多余量，改进前后的比较见图7，重量由615kg改为512kg，大大减少了转动惯量，同时缩短了锁紧螺母伸入锥套长度，避免了因锥套、辊轴及辊座磨损导致锁紧螺母压不紧锥套使辊环耍圈现象。
图7 锁紧螺母
4 效果
经过改进已运行一年多，效果非常好，辊轴锥度根部断裂现象大大减少，由原先的一年10次左右减为1～2次，年可节省辊轴备件费用5万元；而辊轴螺纹根部扭断未在发生，节省费用118万元；轴承隔套消耗年减少约100件，节约费用114万元；并可减少停机时间20多小时，年经济效益达10万元以上。
经过改进已运行一年多，效果非常好，辊轴锥度根部断裂现象大大减少，由原先的一年10次左右减为1～2次，年可节省辊轴备件费用5万元；而辊轴螺纹根部扭断未在发生，节省费用118万元；轴承隔套消耗年减少约100件，节约费用114万元；并可减少停机时间20多小时，年经济效益达10万元以上。
来源：《河北冶金》总第165期 2008年第3期
