河钢承钢钒钛事业部 河北 承德067000
摘要：随着中国钢铁工业的迅猛发展，钢铁市场的竞争更加激烈，市场对产品精度的要求也越来越严格。在青钢总公司对质量、品种、效益年活动的要求下，青钢钰尊线材厂通过技术改造，积极参加高附加值产品的研发，主要产品由原来的焊丝钢（ER50-6E、ER50-C）、硬线系列（45#、60#、70#等）开始向高质量、高附加值的胎圈钢丝（C72DA、C82DA）方面转变。根据市场要求，钰尊线材厂生产胎圈钢丝系列产品过程按C级精度（按￠5.5-10mm线材产品来说，外径公差±0.15mm、椭圆度≤0.24）控制。2011年累计生产胎圈钢丝20多万吨。基于此，本文主要对提高精轧机辊箱装配质量确保高精度线材生产进行分析探讨。
关键词：精轧机辊箱；装配质量；；高精度线材生产；质量提高
1、前言
青钢钰尊线材厂精轧机组（简称BGV）为DANIELI公司设计制造，采用10架连轧布置，是线材成型的重要设备。由于该设备无配套的减定径机组，对控制产品精度而言，不管从工艺控制角度还是辊箱装配精度及维护，都增加了很大困难。面对产品的质量反馈和成材率较低的问题，生产人员通过各种努力，提高了产品的精度等级。
2、BGV辊箱
BGV辊箱是精轧机组的重要组成部分，是线材最终的成型设备。主要由几部分组成：两根轧辊轴、两个偏心套、支承偏心套的箱体，辊缝调整装置。辊箱沿两辊轴中心线左右对称。见图1。轧辊轴2依靠上油膜轴承6、下油膜轴承3的支承来轧制线材产品，用一对E255角接触球轴承来实现轴向定位，靠调整丝杠带动一对偏心套的旋转来调整两轧辊轴的中心距。
图1 辊轴装配图
1—E255轴承 2—轧辊轴 3—下油膜轴承 4—偏心套 5—箱体 6—上油膜轴承 7—辊环
3、辊箱的理论轧制状态与故障种类
在辊箱装配过程中，通过保证辊环7下端到箱体B面距离A，来获得辊环的轧制中心线位置的。（A值为480+0，1）；两辊轴A尺寸的差值不超过0.01mm。理想的轧制状态为：（1）调料装置拉动偏心套旋转到一定位置，得到所需的辊缝后，两辊轴中心线恒定不变（即辊轴中心线位置在径向不发生改变）。（2）辊环7轧制中心线到箱体B面距离和位置均恒定不变（即轧制中心轴向恒定不变）。实际情况是在轧制过程中，随着各零部件的受力失效及磨损现象的发生，轧槽位置在轴向及径向两方向均能发生改变，从而使调整好的辊缝尺寸发生改变，造成产品尺寸超差。
4、故障产生原因分析及处理
4.1轴向定位的失效
4.1.1轴承两端缓冲垫圈的失效
轴向定位依靠一对E255角接触高精度球轴承来实现，轴承安装形式为面对面安装，其上下两端均有一个中间充胶的缓冲垫圈。缓冲垫圈的失效是引起轴向蹿动的主要原因。
失效形式：缓冲垫圈两端面磨损；缓冲垫圈中间橡胶被挤出或者完全裂开。
原因分析：装配尺寸不合适。要求装配前，压盖未压紧时压盖8与轴承座9两接触端面间有D1=0.1mm的间隙（可用深度千分尺检查）。当D1值过大时端盖在螺栓紧固力的作用下对缓冲垫圈过分挤压，长时间作用会出现橡胶被挤出，缓冲垫从中间裂开的现象。当D1值过小（或为负数）时，在轧钢过程中，辊轴在轴承座内产生轴向的微量蹿动，一方面易引起缓冲垫的端面磨损，另一方面轴承和缓冲垫在高频率轴向力的作用下更容易损坏，寿命大大缩减，造成轴向更大的蹿动量。
解决方法：（1）装配辊箱时严格保证D1的尺寸，用深度千分尺测量确保压盖8和轴承座9之间的间隙为0.1mm，通过加入垫片和加工调整压盖8的尺寸，以保证轴承的正确固定。（2）定期用百分表在线检测轴向窜动量。当轴向串动量超过0.1mm时，该辊箱就应离线维修。（3）固定压盖8的螺栓用定力矩扳手紧固，紧固力矩为43Nm，以保证获得均匀的压紧力。
4.1.2偏心套轴向定位产生的间隙
通过E255轴承的轴向定位，将轧辊轴和偏心套固定在一起，通过滑块11将组装好的偏心套固定在箱体上（螺栓固定）。压块11与偏心套滑槽之间的间隙合理范围为0.015mm-0.02mm，该数值小于0.015mm时会使偏心套转动困难，不利辊缝调节的操作。同时，在不断地辊缝调节操作中，压块11与偏心套滑槽之间会摩损，当间隙过大时也会引起轴向的蹿动。
解决方法：下线维修的辊箱先用百分表测量偏心套的轴向串动量（表针接触压盖8端面，用撬杠撬动下偏心套9）。当间隙大于0.02mm时，拆下压块11，对压块厚度与滑槽尺寸进行测量。理论数据对压块和偏心套滑槽尺寸进行测量，参考理论间隙，通过测量滑块厚度选择合适的滑块进行配装。必要时可将尺寸超差的滑块上磨床进行修磨，使该间隙达到要求的理论值。
4.1.3尺寸值A的优化
设定理想的尺寸A值。由于辊轴、偏心套及箱体在长度上均存在一定的公差，导致随机装配48mm的变化范围可能会超出0-0.1mm的范围，此时可通过在件与箱体接触面之间加调整垫片的方式使A的公差调到0-0.1mm的合理范围内。可以根据近期所装箱体的实际尺寸来选择A的理想值，将A值设定在48.04mm。
调整方法：（1）通过超薄调整垫片对A值进行微调，最薄垫片为0.02mm。再将厚压块上磨床进一步磨削加工。通过上述调整，将各架次尺寸A的值控制在48.04±0.02mm的范围内，这从10架轧机连轧的角度考虑，减小了轧制中心线的同轴度公差，更有利于轧制过程中产品形状公差的控制。（2）消除备件的加工公差引起的A值波动。精轧机辊箱在装配过程中，A值的测量使用一个厚度为330+0.04量块进行测量调整，而实际使用中则安装了一个内滑环和一个外滑环来取代量块的尺寸，而内、外滑环在加工过程中都存在尺寸偏差，这样势必引起上下辊A值的尺寸差的变化。(标准值要求不大于0.01mm)
解决办法：（1）在组装辊箱的实践中，确定了内滑环的厚度值为13.50+0.04mm；外滑环的厚度值为19.50+0.04mm，作为备件的加工和验收依据。（2）在装配过程中通过对内、外滑环厚度值的测量，选配厚度和的差值符合要求的进行配对使用。（3）在辊箱装配检测中，不使用量块，直接将合格的内滑环、外滑环安装到位，进行A值的测量。
4.2.径向尺寸变化对线材成品尺寸的影响
通过轧辊轴2的高速旋转带动润滑油在上油膜轴承6、下油膜轴承3之间形成油膜支承轧辊轴来轧制线材产品。
4.2.1径向定位失效表现
辊缝尺寸不稳定，成品架次辊缝尺寸不易控制，线材产品直径忽大忽小（俗称线材偏心）。
4.2.2故障产生的类型
（1）油膜轴承内表面的巴氏合金，在轧机启动热车过程中易磨损，造成轴和油膜轴承之间间隙变大。（2）在调料过程中，偏心套旋转，其外表面和箱体内表面磨损也造成两者间隙变大，影响辊轴的径向定位。
4.2.3故障原因分析
（1）油膜轴承内表面巴氏合金厚度约为40μm-55μm，由于其厚度太薄，在油品污染、乳化、轧机不按正常启动程序启动的情况下，巴氏合金层会造成磨损。此情况容易引起油膜轴承处辊轴的抱死，引起油膜轴承的过度磨损，使径向间隙超差。在装配过程中应及时更换过度磨损的油膜轴承。（2）由于DANIELI轧机为悬臂式轧机，且前偏心套（4上端部分）外表面为球面，在调料过程中，特别是在正常生产中因轧槽老化调整辊缝时，偏心套和箱体在负载情况下旋转，易磨损造成径向间隙过大。
4.2.4故障处理方法
（1）当出现线材产品直径忽大忽小的情况时，可用百分表对其径向间隙进行测量，当径向综合间隙大于0.392mm时应下线检查。（2）按表1所列的箱体内孔及偏心套外径的理论值测量偏心套和箱体的尺寸，决定零件是否可用。并按测量尺寸结合理论值选择所需尺寸的备件，匹配好新箱体与偏心套。
表1， 偏心套与辊箱配合尺寸检测表
（3）在辊箱的装配过程中，要用内、外径千分尺测量油膜轴承和辊轴的配合面尺寸，同一个辊箱中要选择配合间隙接近的辊轴进行装配。
5、结语
精轧机辊箱故障当然还有很多，比如环辊护帽安装不到位造成动平衡变化、轧辊轴轴头损坏、错槽等，都是值得去发现、改进和探讨的。通过不断努力，严把备件质量及装配质量，改进缺陷，该厂国产精轧机组辊箱故障大幅度降低，辊箱及重要备件使用寿命提高，取得了良好的效果。
参考文献:
[1]徐纪成.防止高线摩根精轧机辊箱进水的措施[J].轧钢，2006(3):71-72.
论文作者:王帅 王文德
论文发表刊物:《科技新时代》2018年6期
论文发表时间:2018/8/13
标签：偏心论文; 油膜论文; 辊轴论文; 轧机论文; 尺寸论文; 轴承论文; 间隙论文; 《科技新时代》2018年6期论文;