陳穎
（鞍鋼教育培訓中心鞍山114001）
【摘要】中板線四棍軋機機架棍結構設計存在缺陷，由于工作環境極其惡劣，設備故障率較高。有針對性地進行結構改造后，改善了機架總的負荷條件，改善了軸承的潤滑、冷卻、防水、防塵性能，提高了機架棍的運行穩定性，降低了設備故障率。
【關鍵詞】 四輥軋機；機架輥；中板線
1設備簡介
在大型軋機上，為了能可靠地將軋件送入軋鋼機軋銀,要求棍道銀子盡可能地靠近軋棍。為此，在這些軋機機架上，都安裝有棍道輻子，這些輻子稱為機架棍。
鞍鋼中厚板廠中板線四棍軋機在軋棍前后各裝設了兩個機架棍（如圖1所示），它們都由單獨的電動機通過萬向接軸直接傳動。為了使棍子能夠承受較大的沖擊載荷，采用了實心鍛造棍子，棍子軸承采用調心滾子軸承,有一定的調心作用。為了保證機架棍的緊湊性,機架棍的銀距一般較小，采用整體軸承座，機架棍兩端的軸承座分別支撐在傳動側和操作側軋機機架上，銀子由電動機通過齒形聯軸節傳動。為了方便裝拆和減小機架孔尺寸,棍子端的外齒套和傳動軸可以軸向移動。當外齒套與內齒套脫離嚙合后，外齒套收縮到機架孔內部，進行拆裝棍子時就可以不受傳動軸影響。
2存在問題分析
中板線2450四棍軋機于2003年改造，投入運行以后軋機機架棍穩定運行周期較短。機架輯系統的不穩定運行，容易產生較高級別的設備事故，嚴重影響了軋鋼產線的生產組織和產品質量，迫切需要查找原因，進行設備改進。經分析主要原因如下：
（1）軋機機架棍裝置承受沖擊負荷大。軋機機架棍裝置緊貼軋機工作輻安裝，軋件從軋棍軋出后軋件頭部直接作用于機架棍上，不可避免地會對機架棍產生沖擊，而此時軋件后部仍在繼續軋制，軋件仍然處于軋棍的夾持狀態,軋件在軋制過程中經常出現叩頭現象,這就更加大了軋件頭部對機架棍的沖擊載荷。
機架棍安裝在軋機機架內部，在機架棍附近安裝有棍系裝置、導衛裝置、軋棍冷卻裝置、除鱗裝置、工作銀道、軋棍平衡裝置和各種介質管線等，留給機架棍的安裝空間十分有限，機架銀的棍子布置非常緊湊，使承載能力受限。
在中厚板軋機中，機架棍是軋機中故障率較高的薄弱部位，既要保證機架棍的整體強度，又要兼顧其他部件的合理功能和強度要求，所以，合理利用機架棍位置的有限空間，盡可能提高機架棍整體結構強度，是十分必要的。
(2)斜鐵裝置固定軋機機架棍的缺陷。在機 架棍與軋機牌坊的固定結構中，國內外軋機設計中較多采用在牌坊上預留基座和斜鐵安裝槽，靠斜鐵壓緊機架棍軸承座，將機架棍裝置緊固到軋機牌坊上。在實際使用中發現該結構具有兩個較嚴重的缺陷，一是斜鐵裝置占用了兩架牌坊之間的有效空間，限制了實際軋制鋼板的有效寬度，影響軋機性能。二是軋機機架棍與軋機牌坊不能有效固定。在軋鋼過程中機架棍受到鋼坯的沖擊，機架棍軸承座與軋機牌坊之間不停產生相對運動,加速了機架棍軸承座定位鍵、底平面等部位和軋機牌坊之間的磨損，缺陷不斷劣化。這種相對活動也加速了緊釘斜鐵的松動，最終使得機架棍整體的固定效果越來越差，機架棍的竄動量不斷增加。這種狀態下，機架棍軸承除了要承受軋鋼鋼坯對機架棍的正常工作載荷，還要承受機架棍軸承座竄動造成的附加載荷，這種載荷的方向和大小很難控制，往往造成機架棍軸承的非正常損壞。
(3) 高壓水流、高溫、粉塵等惡劣的工作環境影響密封、潤滑效果，加速軸承失效。機架棍距軋機高壓水除鱗較近，經常受到飛濺的高壓水流的沖刷,輻子端部密封防水效果難以承受高壓水沖刷，經常造成軸承箱進水，加速機架棍軸承損壞。此外,軋機棍身冷卻水和機架棍棍身冷卻水受高溫軋件加熱后會產生大量水蒸氣,水蒸氣進入軸承箱冷卻后凝結成液態水，更加速軸承潤滑油質的乳化，甚至完全失效，使得軸承在極其惡劣的潤滑環境下迅速損壞，造成機架銀事故。此外，軋機在軋制過程中產生的大量煙氣灰塵、鐵屑等細小的粉塵顆粒會隨著煙氣和水進入到軸承箱造成潤滑油的變質和污染，同樣會對機架棍軸承造成磨損，影響使用壽命。
3改進措施
(1)取消斜鐵固定裝置，改用分體式滑板裝置。中板線四銀軋機改造時，取消了斜鐵固定方式,在軋機牌坊機架上安裝支座，用螺栓直接將機架棍軸承座與軋機牌坊機架的支座固定(如圖2)。取消安裝在機架銀軸承座1上部的斜鐵固定裝置，軋機牌坊上部安裝機架輻支座3,整體機架棍裝置通過軸承座地腳螺栓2實現機架棍軸承座1與機架棍支座3的可靠固定。實際使用效果很好，克服了斜鐵固定方式的諸多弊端。改善了機架棍整體的固定效果，提高了鋼坯的有效通過寬度,提高了軋機性能。
對機架棍軸承座和軋機牌坊接觸的部位采用分體式滑板方式（見圖3）。當軋機牌坊安裝尺寸磨損后，可以通過配制滑板定位尺寸的方法滿足原始定位精度，一般修復軋機牌坊的技術難度、費用和修復時間都是很高的，在日常使用時一般都難以恢復。相比于更新或修復機架銀軸承箱，采取更換機架棍軸承座下部滑板的方式可以快捷簡便地恢復機架棍軸承座與軋機牌坊的安裝定位尺寸，也可以防止定位鍵間隙大造成機架棍裝置的竄動量增加,造成磨損缺陷進一步劣化。同時也大大降低了維修費用。
（2）改良機架輾軸承密封，延長軸承壽命。在機架棍軸承損壞事故中，絕大多數是因為軸承箱內部進水和粉塵。改善輻子軸端與軸承箱之間密封裝置的密封性能,防止外部水流和粉塵進入軸承，是避免該類事故,延長軸承使用壽命的關鍵。
改進方案:通過多道阻水、排水和擋水結構，增加軸承箱的防水密封性，減小因進入水和粉塵對軸承使用壽命的影響。在機架棍棍子棍身的端面和密封軸套上各增加一組密封溝，與密封軸承壓蓋形成兩組迷宮式密封結構，阻擋外部水和粉塵進入軸承箱內部,在密封軸承壓蓋下部第二組迷宮式密封結構后設有排水孔（見圖4）,用于排出滲漏進入的水，在其后又設有防水密封環用以阻擋水和粉塵的進入。
迷宮式密封結構對阻止高壓水沖刷具有良好效果。迷宮式結構可以將高壓水減壓，這樣少量進入到橡膠密封處的水已經沒有壓力，經過多道密封結構的阻止，進入機架銀軸承箱內部的水和粉塵已經很少。在機架棍軸承的前端設有排水孔，用于排岀滲漏進入的水。這樣可以很好保護機架棍軸承不被進入的水和粉塵等雜物污染，保證了軸承的使用環境，解決了軋機機架輻及類似于機架銀結構和使用要求的軸承箱密封結構存在的問題，延長軸承的使用壽命，提高整套棍系裝置的使用可靠性和穩定性。
4結語
通過上述改造，節省了大量資金，設備功能及其使用可靠性得到有效改善，自2007年11月份投產至今,機架棍運行穩定，達到了預期目的。
參考文獻
［1］機械設計手冊編委會.機械設計手冊.北京：機械工業出版社.
［2］谷士強.冶金機械安裝工程手冊.北京：冶金工業出版社.