矫直机支承辊的使用环境与结构改造

图3 图2 矫直机工作图
改造前后支承辊结构对比
三、 现在的工作状况 在使用过程中， 支承辊出现过下列问题 ： 一是支承辊位 于矫直机辊座内部、 工作辊下方， 日常点检与维护难度大 ， 只 能安装时一次性加润滑油 ， 工作中不能及时清理其内部氧化 。 铁皮 二是支承辊轴承在使用到 5 个月左右时， 噪音加剧， 并有不能转动的情况， 工作辊表面出现划痕， 影响钢板表面
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五、 改造的技术特点 （ 一） 外圈采用新型的 GCr18Mo 材料贝氏体等温淬火， 提高产品的冲击韧性。该材料经贝氏体等温淬火后 ， 工件表 贝氏体的韧性和抗冲击性能均优于马氏体 。 为 面为压应力， 了更好的保护工作辊， 需将支承辊轴承外圈的硬度控制在 58 ～ 60HRC。 内圈的壁厚较薄为 10． 93mm， 采用轴承钢 GCr15 材料贝氏体等温淬火。 （ 二） 改变支承辊轴承结构的可修复性能 。 将内圈和挡 圈集成为一体， 提高挡圈与内圈的同轴精度 ， 提高密封性能， 防止异物进入轴承， 同时还可避免原结构挡圈和内圈分离 ， 轴承在安装过程中容易出现挡圈脱落 ， 内圈、 滚动体散落出 轴承的情况， 以及污染物进入轴承内部的情况产生 ， 确保轴 内外滚道及滚子无严重磨损及疲 承在一个正常使用周期内 ， 劳剥落产生， 以便轴承的修复和再利用 。 六、 矫直力及载荷校核 改进后的结构与原结构的主要参数未改变 ， 理论上的承 载能力相同， 校核分析如下： （ 一） 矫直力分析。 矫直力的计算分析按以下公式 ： P1 = 2Ms / t； P2 = 3P1 = 6Ms / t； P3 = 4P1 = 8Ms / t； Pn = P1 ； 按第 3 辊最大受力计算： Ms = S* σs； S = b* h2 /4 取 3 种材料代入计算， 分别取目前能生产的几种极限规 格的高强度钢产品（ 高强度钢指屈服强度超过 40 kg / mm 的 钢种） ， 如表 1 所示。
表1 钢种 材料 1 材料 2 材料 3 高强度钢产品屈服度表 宽度（ mm） 2250 2250 2250 厚度（ mm） 20． 5 12． 5 18 屈服强度（ kg / mm2 ） 52 80 55
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Dpw = 133． 6 ； i － － 轴承中滚动体列数， i = 2 ； Lw － － 滚 直径， Lw = 50 。其中， Dw / Dpw = 26 /133． 6 = 0． 1946 。 子长度， （ 三） 径向额定动载荷计算。 Cr = Fc* （ i* Lw* COSα） 7 /9* Z3 /4* Dw* 29 /27 ，查表 Fc = 88． 75 Cr = 88． 75* （ 2* 50* 1） 7 /9* 163 /4* 26* 29 /27 = 86． 2 吨 由以上计算可知， 最大矫直力针对高强度结构用钢类钢种 等， 最大单辊受力为 427． 6 吨， 折算到 1 对支承辊为 116． 88 吨， 折 P= 算到 1 个支承辊为 58． 44 吨。支承辊的受力分析图如图 4， tgα = （ 110 /2） /220 = 0． 25， 58． 44t， 由图可知， 则 α = 14． 0°。
图1
支撑提示意图
二、 使用环境 热轧横切线为常温生产 （ 原料卷温度小于 80 摄氏度 ） ， 矫直机只对钢板进行反复弯曲以达到矫直目的 ， 并不进行厚 。 度方向上的轧制 在该钢厂横切线一号矫直机后方布置有 在线超声波探伤装置， 该装置以水为耦合剂， 且其除水效果 不良， 大量残留水渍跟随钢板进入二号矫直机 ， 对该支承辊 产生锈蚀等影响。 钢板在二号矫直机内部弯曲时掉落大量 氧化铁皮堆积于支承辊周围 ， 与水渍混合结块， 产生卡阻等 问题（ 如图 2 ） 。
一、 支承辊简介 某钢厂热轧横切线矫直机每根工作辊带有 12 根 支 承 辊， 该支承辊与工作辊外径相等 ， 其布置型式为两两交错支 承（ 如图 1 ） 。
质量。 以上问题的产生， 既有轴承自身缺陷的导致 ， 也有外部 因素的作用， 要解决这些问题并进行相应的改造 ， 就要找出 这些问题产生的根源。 四、 分析 （ 一） 原有结构的不足。 （ 1 ） 轴承密封采用聚四氟乙烯 ， 其弹性较差， 补偿能力不足， 在轴承外圈长期旋转后容易老 化而失去弹性。由于轴承在运行中， 外圈有一定的摆动量， 所以失去弹性的密封圈与轴承外圈会形成固定的间隙 ， 而未 造成漏 失去弹性的密封圈与轴承内圈也会形成瞬时间隙 ， 油。因此， 支承辊轴承密封圈需要进行优化 ， 以提高其密封 性能。（ 2 ） 轴承内圈与挡圈为各自独立的两部分 ， 其同轴度 误差较大， 挡圈密封性能低， 容易使氧化铁皮等粉尘进入轴 ， 承产生破坏 并且轴承在安装过程中容易出现挡圈脱落 ， 内 圈、 滚柱散落出轴承的情况 。轴承使用后需修复或更换的主 要部位是轴承外圈， 而挡圈与内圈的分离容易使污染物对滚 柱、 挡圈、 内圈均造成损坏， 增加了轴承的修复成本 ， 降低了 再利用率。因此， 挡圈和内圈需要进行改造 ， 以延长其单独 的使用寿命。 （ 二） 改进后的优点。经此分析， 对支承辊轴承的改造基 改造后轴承的结构如图 3 所示： 本拟定，
矫直机支承辊的使用环境与结构改造
□李 宁
【摘
要】 本文介绍矫直机支承辊的工作状况 ， 以及目前存在的主要问题 ， 分析了这些问题产生的原因及导致的结果 ， 并提出了 相应的改造方法。描述了对该轴承优化与改进的理由及改造的效果 。
【关键词】 矫直机； 支承辊； 轴承； 技术改造； 挡圈 【作者单位】 李宁， 马鞍山钢铁股份有限公司
（ 1 ） 采用骨架式带补偿的橡胶密封圈 ， 提高支承辊的密 封性能， 润滑脂不易泄漏， 轴承只需在装配时一次定量填加 润滑脂， 使用过程中不需补充润滑脂 。 （ 2 ） 将内圈和挡圈集 成为一体加工， 既方便安装， 又提高了同轴度， 能防止氧化铁 皮等粉尘进入轴承， 有效地提高了密封性能 ， 延长了内圈的 使用寿命。