摘要：随着我国经济的发展，钢铁工业在地位上已经愈发重要，从这方面进行分析，可以发现，良好的冷轧机机械设备管理技术必然会让企业在当前的社会背景下，有着更大的发展，促进企业的稳健发展。笔者拥有多年的大型冷轧机设备的维修经验，对于如何在工作中，借助对机械设备结构特点完成后续的维修和保养工作，有着一些浅显的认识，本文从影响大型冷轧机械设备结构的稳定性入手，对如何提升轧辊结构的稳定性，提出了一些浅显的建议，期望可以给相关人员带来一些帮助。
关键词：冷轧机械设备；结构分析；轧辊
随着我国经济结构的不断调整及供给侧改革的持续推进，我国的钢铁企业纷纷进行优化升级。大型冷轧机械设备（简称轧机）是钢铁企业中的重要的机电设备，其以热轧卷板为原料，通过冷加工工艺，生产出薄板带产品，若冷轧卷板、冷轧盒板、冷轧带钢等，因为其在尺寸精度以及表明光滑度上所拥有的良好品质，使得在很多对于精度和光滑度要求逐渐增高的领域都得到了广泛运用，航天、航空、汽车制造业都需要良好大型冷轧机械生产设备，随着我国经济的逐渐发展，很多行业之间的竞争也在不断的发生变化，从而对于质量的需求也在直线上升，对市场进行分析，钢铁制品市场其规模在不断扩大的同时，对于质量的要求也必然逐渐增加。
1轧机的主要机械结构分析
轧机本质上是一个产生强大压力，进行钢铁制品生产的大型机械设备，在当前自动化技术的背景下，其工作方式已经基本 实现了自动化的转变，其机械结构组成一般可以分为传动系统和基座，通过对其的工作方式方式，传动系统是轧机能够在控制系统下完成一系列操作的核心。一般由变速齿轮箱、传动齿轮、万向轴这类可以在力矩上产生变化的结构所组成，基座在生产中则是完成固定轧辊和导卫的作用，所以也需要很高的精度。
2轧辊的结构分析
轧辊是轧机上的重要机械结构部件，它通过两个或两个以上的轧辊滚动时产生的压力来轧压轧材金属，从而使轧材金属发生塑性变形。轧辊是影响轧机工作效率和生产质量的关键部件。轧辊的机械性能主要受到其在轧压过程中产生的动静载荷、磨损和温度变化的影响。在大型轧机中通常有两个以上的轧辊，如六辊轧机，轧辊按照功能可分为工作辊、中间辊和支撑辊。其中，工作辊与轧材金属直接接触；支撑辊对工作辊起到支撑作用，通过支撑工作辊与轧材金属接触能够显著减小工作辊的直径，并增加工作辊的刚度。轧辊由三部分构成，分别为辊身、辊颈和轴头[3]。其中，辊颈与轴承相连接，并通过轴承座与压下机构将轧压力传导至机架。轴头与连接轴相连接，传导轧压力矩。
2.1 工作辊的结构分析
工作辊按照结构又可划分为两个类，分别为整体工作辊和镶套工作辊。而整体工作辊又可细分为实心辊和空心辊两类。若工作辊的直径大于400mm，在生产制作工作辊时需要在轧辊的中心钻一个200mm左右的中心孔，如此，当在工作辊的表面进行淬火处理时，向中心孔中浇注冷水以提高淬火效果，进而提高淬火层的硬度与厚度。在工作辊的中心部分的金属中，往往存在一些微小的气泡，因此表现出相对较为脆弱的缺陷，当工作辊的表面进行淬火处理时，会在工作辊的中心区域产生应力集中，从而放大了缺陷。而在工作辊的中心钻了中心孔之后，能够使工作辊经过淬火处理后内部应力均匀分布，有效地消除了缺陷。同时，也可以通过中心孔对工作辊进行预热，或者对工作辊进行冷却。
2.2 支撑辊的结构分析
支撑辊按照结构也可以分为实心支撑辊和空心支撑辊两类。按照形状可分为圆柱形支撑辊和圆锥形支撑辊两类，其中，在圆柱形支撑辊内装设有滚动轴承。圆锥形支撑辊的辊颈为圆锥形，锥度通常为1∶5。辊颈采用这种形状便于拆装油膜轴承。在空心支撑辊的两端各有一个中心孔，便于在生产制作支撑辊时进行固定。在空心支撑辊的两侧对称的部位各有一个吊装槽，以便于吊装时挂钢丝绳或者尼龙吊带[2]。
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2.3 影响轧辊结构稳定性的因素分析及对策
（1）影响轧辊结构稳定性的因素分析
轧机在冷轧作业的过程中，轧辊之间会产生很大的挤压应力，使轧辊的表面易发生严重的磨损。若冷轧作业的过程中发生卡钢或者过烧，将会造成轧辊表面发生裂纹。因此，冷轧的工作辊需要具备非常高的硬度，并且要求硬度要分布均匀，只有工作辊表面的硬化层达到一定的深度，才能具备优良的耐磨损性能以及抗炸裂性能，而这些性能也是延长轧辊使用寿命的主要因素。若选用硬度较低的钢材制作轧辊，虽能增强抗炸裂性能，但会使耐磨损性降低，不利于延长其使用寿命；而轧辊的直径越大，其表面硬化层的深度就要越深，对轧辊制作材料的淬透性的要求就越高。因此需要选择合适的轧辊制作材料。冷轧辊的制作材料均为高碳合金钢，通常选用的钢号包括9Cr、9Cr2、9Cr2W、9Cr2Mo等。
轧机工作过程中，轧材金属对工作辊的轧压应力大都传导至支撑辊，支撑辊不但会承受较大的弯曲应力，而且还需要通过一定的刚性来防止工作辊发生弹性形变，以保证冷轧钢板厚度的均匀。支撑辊表面的肖氏硬度应该达到HS45以上，支撑辊的制作材料也均为高碳合金钢，通常选用的钢号包括9Cr2Mo、9CrV及60CrMnMo等。
（2）工作人员对冷轧机械设备的影响
在实际的生产作业，当前的冷轧作业方式已经基本实现了自动化生产，但是在关键的控制部位，已经日常的巡查工作上，依旧需要工作人员手工进行。很多企业在日常的管理中，以为自动化控制技术已经非常成熟的原因，对于人员管理没有引起足够的重视，相关人员在日常的检查工作中，为了增加工作效率，没有仔细进行，是的轧辊表面在工作中，出现相应的缺陷，例如裂纹、砂眼等影响其生产质量的内容时，缺少正确的反应，从而导致了生产质量出现瑕疵，同时，在对人员的管理方式上，很多企业也呈现出过于粗放性的特点，企业高层管理人员过于重视生产技术和企业的经济效益，是提升企业发展速度的重要方式，但是对于内部机械设备的管理工作也需要足够的重视，形成一套行之有效的规章制度，落实责任审查，才是确保企业能够稳健发展的重要方式。
2.4保证轧辊结构稳定性的对策
1、保证轧辊结构稳定性所规定的技术要求。轧辊结构的稳定性离不开轧辊的设计，更离不开轧辊的制作材料及制作工艺。在制作轧辊时，不允许发生制作缺陷，包括裂纹、气孔、砂眼等；制作轧辊的材料必须经过多道工序的均匀锻压，锻压比要大于3；淬火处理后的残余应力要尽可能地小；要保证轧辊表面的强度符合要求，并均匀分布。2、要保证轧辊的安装精度符合安装标准中规定的配合公差及形位公差要求。安装轧辊的配合公差主要涉及辊颈直径、轴承定位套筒及轴承固定螺栓的尺寸等，形位公差主要涉及辊颈的椭圆度与柱度公差、辊身与辊颈的同轴度等。3.在应对轧辊结构稳定的问题上，除开在技术上需要对其进行保证之外，还需要从企业的内部管理工作进行分析，企业需要根据内部的生产方式和生产规模，制定出行之有效的监督测量，对起一个工作人员的日常工作进行监督。在冷轧机械设备的运转中，轧辊有着不可替代的作用，所以需要在对其的检查工作进行明确的责任划分，利用完善的管理制度提升工作人员的检查质量。
结束语：
在大型冷轧机械设备中，轧辊是事关轧机性能的关键。因 此，对轧辊的结构进行分析，能够为轧机轧压质量的提高、轧 辊结构稳定性的提高及寿命的延长提供重要的理论基础，具有 重要的现实意义。
参考文献：
[1] 孙伯闻.冷轧开卷机自动化控制系统的设计与应用[J].中国金属 通报,2017,(6):74-75.
[2] 白振华,赵伟泉,张苗兴,等.八辊轧机板形预报模型及应用[J].中 国机械工程,2018,29(4):493-498.
[3] 张敬山,岳洪亮.冷轧板形控制系统开发与应用[J].电工技术,2018, (1):8-10.
论文作者:王宏浩,刘海超,张振峰
论文发表刊物:《基层建设》2019年第19期
论文发表时间:2019/9/21
标签：轧辊论文; 工作论文; 轧机论文; 结构论文; 机械设备论文; 稳定性论文; 应力论文; 《基层建设》2019年第19期论文;