韶鋼二軋廠轎直機(jī)投產(chǎn)使用年后，矯直輥燒軸承事件頻繁發(fā)生，從2011年6月初至8月底，短短兩個(gè)多月時(shí)間里共有四套輥?zhàn)b置需要更換，使二軋廠的正常生產(chǎn)受到嚴(yán)重影響，給二軋廠帶來很大的經(jīng)濟(jì)損失。

矯直機(jī)結(jié)構(gòu)如圖1所示。矯直機(jī)包括上輥和下輥兩部分，上輥主要包括上輥?zhàn)鶛C(jī)架1、上矯直輥4和上支承輥2,下輥主要包括下輥?zhàn)鶛C(jī)架6、下矯直輥3和下支承輥7。矯直輥和支承輥通過調(diào)心滾子軸承與軸承座連接。上支承輥2和上矯直輥4相互接觸，上支承輥2的作用在于承受上矯直輥4工作時(shí)傳遞的徑向力，增加上矯直輥4的剛性。同理，下支承輥7和下矯直輥3相互接觸，下支承輥7的作用也是承受下矯直輥3工作時(shí)傳遞的徑向力，增加下矯直輥3的剛性。工作時(shí)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)下矯直輥3轉(zhuǎn)動(dòng)，下矯直輥3帶動(dòng)鋼板5從上矯直輥4和下矯直輥3之間穿過，通過調(diào)節(jié)上輥?zhàn)鶛C(jī)架1和下輥?zhàn)鶛C(jī)架2的相互間距，可調(diào)節(jié)矯直機(jī)對(duì)鋼板5的軋制力，從而達(dá)到矯直鋼板的目的。

工作過程中，矯直輥將承受由于鋼板5形變而產(chǎn)生的徑向力和軸向力。其中徑向力由矯直輥傳遞給支承輥，并由支承輥***終承受，而軸向力主要由與矯直輥連接的軸承和軸承座承受。由于調(diào)心滾子軸承軸向力承受能力低，因此，過大的軸向力是導(dǎo)致軸承損壞的***主要原因。

矯直輥受力示意圖如圖2所示。矯直機(jī)工作過程中，產(chǎn)生過大的軸向力的主要原因：

有三種，一種是矯直輥軸線不平行，水平交叉，另一種是矯直輥軸線豎直交叉，第三種是傳動(dòng)裝置帶來的周期性軸向力。其中，前兩種是導(dǎo)致軸向力過大的***主要原因。由矯直輥軸線交叉而產(chǎn)生的軸向力與矯直力存在相依關(guān)系，其公式為：

由(1)式和(2)式可得，當(dāng)矯直輥沒有水平交叉(θ=0)時(shí)，U1=0;此時(shí)軸向力F1=0;隨矯直輥交叉角θ的增大，軸向力系數(shù)U1增大，軸向力F1也隨之增大[1]。1978年，美國(guó)在分析軋機(jī)軸向力造成軋機(jī)軸承過度燒損時(shí)，提出軸向力F1大小，取決于矯直力P和交叉角θ。當(dāng)軋機(jī)各部件制造裝配良好時(shí)，軸向力F1,約為矯直力P的0.5%～10%,如果矯直輥交叉，矯直輥的軸向力F約為矯直力P的5%[2]。

因此，減小矯直輥軸線交叉，保證矯直輥軸線的平行度是減小矯直輥軸向力的，避免矯直輥軸承受到損壞的***有效方法。

造成矯直輥軸線不平行的因素如下。

(1)設(shè)備制造安裝方面的原因。如圖1所示，矯直輥3兩端通過調(diào)心滾子軸承11與軸承座10聯(lián)接，軸承座10通過螺釘8和螺母9固定在下輥?zhàn)鶛C(jī)架6上。軸承座10的定位是通過其上的定位凸臺(tái)和下輥?zhàn)鶛C(jī)架6上的軸承座定位孔進(jìn)行配合來實(shí)現(xiàn)的。因此，軸承座定位凸臺(tái)和軸承座定位孔的配合精度，機(jī)架定位孔的位置精度、軸承座的尺寸精度等因素都會(huì)對(duì)矯直輥軸線的平行度產(chǎn)生影響，即矯直輥軸線的平行度取決于設(shè)備的制造精度。因此，只有當(dāng)設(shè)備制造精度非常高時(shí)，才能使矯直輥軸線平行度滿足要求，否則，當(dāng)設(shè)備制造精度較低時(shí)，由于各尺寸誤差的累積，將會(huì)導(dǎo)致矯直輥軸線不平行，從而使矯直輥軸承在工作時(shí)承受較大的軸向力。

(2)設(shè)備長(zhǎng)期使用產(chǎn)生老化。矯直機(jī)工作過程中，常承受較大沖擊力，容易造成緊固螺栓松馳。緊固螺栓的松馳，一方面使軸承座的定位凸臺(tái)和機(jī)架上的軸承座定位孔配合不緊，長(zhǎng)時(shí)間的工作會(huì)使定位凸臺(tái)和定位孔相互磨損，這種磨損將影響軸承座的定位精度，從而影響矯直輥軸線的平行度。另一方面，螺栓的松馳會(huì)導(dǎo)致軸承座在沖擊力作用下產(chǎn)生變形，從而影響矯直輥軸線的平行度。

此外，工作時(shí)，鋼板兩邊的厚度差、矯直輥軸的加工精度也可造成矯直輥軸線交叉。

實(shí)際生產(chǎn)中，當(dāng)矯直機(jī)使用一定時(shí)間后，機(jī)架上的軸承座定位孔發(fā)生明顯磨損，已由圓形變?yōu)闄E圓形。測(cè)量數(shù)據(jù)顯示，軸承座定位孔圓度偏差***大可達(dá)2mm。如此嚴(yán)重的磨損，使軸承座的位置產(chǎn)生嚴(yán)重偏移，從而導(dǎo)致矯直輥軸線交叉角θ增大，使軸承長(zhǎng)期承受較大軸向力F1，軸承因此極易損壞。因矯直輥交叉角0增大而產(chǎn)生的軸向力F1甚至?xí)?dǎo)致軸承座壓蓋變形，緊固螺栓斷裂。

由以上分析可知，要保證矯直機(jī)的工作穩(wěn)定性，減小其維修頻率，需要采取措施保證矯直輥軸線的平行度，減小矯直輥工作時(shí)承受的軸向力，因此提出以下改進(jìn)措施。

(1)對(duì)矯直輥軸承座的重新定位。由上述分板知道，軸承損壞是由機(jī)架上的軸承定位孔嚴(yán)重磨損，使軸承座產(chǎn)生偏移，矯直輥軸線不平行導(dǎo)致的。因此，本文采用新的定位環(huán)取代原軸承定位孔對(duì)軸承座進(jìn)行定位。方法為：先對(duì)軸承定位孔進(jìn)行擴(kuò)孔加工，使定位孔孔徑增大，再將定位環(huán)置于軸承定位孔上，讓軸承座定位凸臺(tái)穿過定位環(huán)套于軸承座定位孔內(nèi)，因?yàn)檩S承座定位孔直徑比軸承座定位凸臺(tái)直徑大，因而軸承座的位置可根據(jù)需要進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)。在測(cè)量?jī)x器幫助下調(diào)節(jié)各矯直輥間的軸線平行度，當(dāng)矯直輥軸線平行度調(diào)整好后，將定位環(huán)焊接在矯直輥機(jī)架上，使軸承座完全定位。為加強(qiáng)矯直輥軸承座的穩(wěn)定性，消除因軸承座振動(dòng)產(chǎn)生的軸向力，將定位環(huán)與各軸承座進(jìn)行配制加工，使軸承座定位凸臺(tái)與定位環(huán)的配合間隙小于0.1mm。

(2)在安裝矯直輥前，對(duì)矯直輥圓度公差和圓柱度公差，軸承座內(nèi)孔圓度公差進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)矯直輥圓度公差大于0.1mm,圓柱度公差大于0.2mm的矯直輥及內(nèi)孔圓度公差大于0.15mm的軸承座進(jìn)行加工修正，以減小矯直輥工作過程中所受沖擊力。

(3)日常使用時(shí)，加強(qiáng)矯直機(jī)的日常維護(hù)檢修，定期檢測(cè)矯直輥的磨損量和軸承座的松緊度，以確保軸承座處于穩(wěn)定的工作狀態(tài)。

矯直機(jī)通過以上改進(jìn)后，工作狀況穩(wěn)定，軸承損壞的頻率也得以降低。對(duì)2011年下半年韶鋼二軋廠矯直機(jī)的軸承燒損個(gè)數(shù)及鋼產(chǎn)量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)(見表1),改進(jìn)前(6～8月),每月的軸承燒損數(shù)***少為10個(gè)，***多為16個(gè)，受此影響，二軋廠的鋼產(chǎn)量大多數(shù)維持在3萬噸左右，***高不超過4萬噸。改進(jìn)后(9~11月),三個(gè)月只燒損了一個(gè)軸承，矯直輥工作穩(wěn)定，二軋廠的鋼產(chǎn)量也因此穩(wěn)步上升到7萬噸以上。由此可知，以上改進(jìn)措施是基于對(duì)矯直機(jī)工作情況進(jìn)行正確的分析下作出的，它對(duì)穩(wěn)定矯直機(jī)的工作狀況，提高二軋廠的生產(chǎn)效率起關(guān)鍵性作用。

軋鋼廠生產(chǎn)環(huán)境惡劣，可造成矯直機(jī)軸承損壞的因素比較多，矯直機(jī)軸承損壞并非單一因素作用的結(jié)果，而是多種因素綜合作用導(dǎo)致的。不管導(dǎo)致矯直機(jī)軸承損壞的原始因素是什么，其***主要的原理是外界因素作用導(dǎo)致矯直輥軸線不平行，從而產(chǎn)生巨大的軸向力，使軸承損環(huán)。本文抓住這一主要原理，采取有效措施對(duì)矯直機(jī)進(jìn)行改造并加強(qiáng)日常維護(hù)管理，使矯直機(jī)維持穩(wěn)定的工作狀況，從而提高了二軋廠的生產(chǎn)效率。

【參考文獻(xiàn)】

[1]劉仁輔.回輥式中厚板軋機(jī)軋輥軸向竄動(dòng)初探[J].軋鋼，1995(6):6-10.

[2]趙林.軋制軸向力問題研究現(xiàn)狀與發(fā)展[J].軋鋼，1997(1):47-49.