宝钛集团有限公司 陕西 宝鸡 721014
摘要：针对宝钛集团宽厚板材料公司3300mm轧机下工作辊在板材轧制过程中出现的轴向窜动问题，结合3300mm轧机现场实际工况条件，通过对轴向力产生原因分析并采取有针对性的改进措施，有效地减小了轧机下工作辊轴向窜动问题，减少了设备故障及停产损失，提高了产品质量，保证了板材轧制的顺利进行。
关键词：四辊轧机；下工作辊；轴向窜动
1.下工作辊轴向窜动现状
2017年下半年开始，3300mm轧机下工作辊轴向窜动问题日益严重，表现为板坯轧制过程中下工作辊轴向窜动量最大约为60mm,下工作辊锁紧门撞坏，轧制板材同板差增大，需要操作手在轧制过程中不断地调节辊缝，增加了操作的难度，极大地影响了产品质量和轧制节奏。
2.轴向窜动主要原因是工作辊轴向力较大
工作辊的线速度Vw及支承辊的线速度Vb均与各自的轴线垂直。当工作辊轴线与支承辊轴线不平行，工作辊身与支承辊身在接触处的Vw与Vb方向不重合时，在轴向产生相对速度Va,如图所示：
板材轧制时，由于弹性变形、轧辊弹性压扁，工作辊同支承辊辊身之间形成接触带。
由于Vw与Vb的夹角通常很小，其轴向相对运动速度Va也很小，一般不会引起工作辊同支承辊之间在轴向发生明显的相对运动，仅会引起两轧辊在轴向有相对运动的趋势，该相对运动趋势使两辊接触带上产生轴向剪切变形，形成轴向剪切力，整个接触带上的剪切力之和即为作用于工作辊与支承辊上的轴向力，也就是工作辊与支承辊之间的轴向静摩擦力。由于热轧板轧机轧材金属流动性强，不容易在上、下工作辊之间传递轴向剪切力。因此，轴向力产生的主要原因是工作辊与支承辊的轴线不平行，作用于接触带上的工作辊与支承辊上的轴向力大小相等、方向相反。
3.影响轴向力的因素
3.1辊间交叉角对轴向力的影响
板材在轧制时，两轧辊同时压向轧机入口或者出口的机架立柱，机架磨损挡板和轴承箱体磨损挡板产生的磨损不一致，从而使轧辊形成较大的角度，叫做辊间交叉角，实践表明，辊间交叉角增大，轴向力呈明显的上升趋势，轴向力的大小取决于轧制力和辊间交叉角。
3.2轧件咬入冲击的影响
轧件咬入时对轧辊的冲击作用难以避免，当轧件头尾不对称时，轧件的一侧先于另一侧咬入，咬入时的冲击力作用在轧辊的一侧，使得工作辊产生偏转，轧辊一侧轴承座先于另一侧贴进滑板，造成工作辊同支承辊水平交叉，此时，产生的轴向力要比平时大得多，形成强烈的轴向冲击。
3.3摩擦系数的影响
摩擦系数越大，轴向力越大，轧辊表面粗糙度随着使用时间而逐渐增大的，其轴向力与之相应增加，具体表现为旧轧辊轴向串动较新轧辊明显。
3.4万向连杆的影响
工作辊万向连杆在工作状态下，托不到位，转动过程中连杆晃动较大，造成工作辊与支撑辊之间接触面不稳定，咬钢瞬间工作辊受力不均匀，产生巨大的轴向力。
4对轴向窜动问题采取的改进措施
4.1通过现场测量，轧机操作侧牌坊窗口尺寸1087.2mm毫米，大于标准尺寸7.2mm，轧机驱动侧牌坊窗口尺寸1076.5mm，大于标准尺寸6.5mm,通过在两侧下工作辊轴承箱体衬板内侧各加2.8mm不锈钢垫片，使机架牌坊窗口尺寸与下工作辊轴承箱之间的间隙保持较小的值 ,达到设计尺寸值范围，使得辊系各轴线在轧制时尽可能保持平行,从而降低轧机轴向力。同时定期对每配对滑板间隙进行测量，根据滑板磨损情况，及时调整、更换垫片，确保间隙尺寸在正常范围内波动。
4.2操作时严格执行压下制度要求，禁止零速带钢压下，严格执行低速咬料、高速轧制、降低速度抛出原则，减小对轧机辊系的硬性冲击。
4.3提高轧辊磨削精度，严格控制辊型对称，使用过程中技术部门重点监控轧辊表面工况，不满足要求时，立即更换。
4.4轧机万向连杆平衡油缸存在严重外漏问题，连杆支架同连杆支撑轴瓦接触部位变形、磨损严重，通过更换连杆平衡油缸、连杆支架减少了万向连杆晃动，使得咬钢瞬间工作辊受力均匀。
结论
通过对四辊可逆式轧机轴向力产生原因的分析并结合现场实际工况对辊系间隙进行了修正，使得轧机轴向窜动的故障得到了有效解决，镰刀弯、同板差等板材质量问题显著减少，提高了产品质量，降低了设备故障率。
参考文献:
1张景进.《中厚板生产》，冶金工业出版社，2005（03）.
2李友荣，刘安中等.四辊轧机轴向力研究，重型机械 2001(4).
论文作者:赵小军,龙卓,任娜
论文发表刊物:《防护工程》2019年第1期
论文发表时间:2019/5/22
标签：轴向论文; 轧机论文; 辊轴论文; 工作论文; 轧辊论文; 连杆论文; 万向论文; 《防护工程》2019年第1期论文;