高速线材精轧机组振动的研究与改造

# 杨光辉等 ( 25)
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# # # # # # # # # # # # # # # # 徐安定 ( 35) 新技术 新型阴极板加工输送冲铆机 # # # # # # # # # # ######## 李 珊 ∃ 制造工艺与技术∃ 转炉铰链装置制造工艺研究 # # # # # # # # # # # # # # # # # # 谭立新 150t 转 炉快速大修的实践 ∃ 表面处理∃ 基于粒子系统的静电喷涂雾化模拟研究 ##### # # # # # # # # # # # # # # # # 高全杰 ( 47) # # # # # # # # # 陈德亮 马才 朱立国 ( 41) 张龙 ( 44) ### ######## 施卫忠 孙东明 董为民 ( 38)
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作者: 曹远锋 , 男 , 1963 年出生 , 1990 年毕业于北京科技大学冶金机械专业 , 博士 , 高级 工程师 , 现从事连 铸理论、 冶金设备 管理 与维修工作
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总 第 148 期
冶
金
设
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2004 年 12 月第 6 期
圈, 轴承 NU320 与轴承座配合较 松, 第一个 斜齿 轮轴承跑外圈, 轴承 NU322 与轴承座配合较松。 4) 1 ~ 10
表1 机架 1# 精轧机组振动速度和振幅 2# 3# 4# 5 # 6# 7# 8# 9# 10#
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NU322、 QJ224 与轴的配合较松, 螺旋伞 齿轮间配 合原设计为较松的过渡配合。 2. 2 精轧机组传动箱主动轴的轴向间隙变大, 轴 向窜动大 主动轴 的右边 轴承是 圆柱滚 子轴承 NU228 一只, 仅承受径向 力; 左边轴 承是圆柱滚子 轴承 NU228 一只 , 四点接触角轴承 QJ228 一只 , 圆柱滚 子轴承 承受径 向力 , 四 点接 触角轴 承承 受轴 向 力; 四点接触角轴 承的内侧紧靠定 位环, 外 侧由 主动轴上的螺母定位, 主动轴上的伞齿轮所产生 的轴向力, 通过主动轴上的定位螺母传递给轴承 盖。定位螺母由销钉与主动轴固定 ; 四点接触角 轴承的内圈与主动轴 的配合为间隙 配合, 所以 , 轴承的内圈与 定位螺母产生相 对转动。将 定位 螺母磨损 , 最大的磨损量有 5mm 之厚。是轴向窜 动大的原因。 2. 3 8# 机架螺旋伞齿轮崩裂 主动轴的轴 向间隙变大 , 轴向窜 动达 5mm 。 螺旋伞齿轮的啮合传动状态是 : 啮合 ! 两齿轮分 离 ! 撞 击 ! 啮合 ! 两 齿轮分 离 ! 撞击 的过程。 所以, 轴向窜动是造成螺旋伞齿轮的轮齿崩裂的 主要原因。 2. 4 7# 机架输出轴下部轴承跑外圈与 1# 机架斜 齿轮严重磨损 第二轴螺旋伞齿轮侧的轴承跑外圈, 将箱体 的轴承孔磨成椭圆形, 该缺陷对高速时振动的加 剧有不可忽视的影响。输出轴下部轴承型号是 : 圆柱滚子轴承 NU228 一只, 原因 是: 原设计 圆柱 滚子轴承外圈与机座的配合为较大的间隙配合 , 尽管轴承外圈与机座由销钉固定 , 但输出轴上啮 合的齿轮是斜齿轮传动, 输出轴承受较为复杂的 变化的轴向力和径向力, 从而将外圈与机座由销 钉剪断 , 再加 上轧 辊的 咬入 与抛出 钢材 的冲 击 性, 轧机系统自激振动的根源在辊缝间的金属塑 性流动界面。造成输出轴下 部轴承跑外圈 与机 座的严重磨损, 将机座轴承孔 位磨损成椭圆形 , 从而进一步使斜齿轮严重磨损 , 再进一步使精轧 机振动。 56
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概述 高线机组于 2000 年 7 月投产 , 自 2002 年 5 月
H7 , 螺旋伞齿轮的定位轴肩有直径太小, 使螺旋 t5 伞齿轮与定位 接触面积太小 , 造成定位 移动, 应 将定位轴肩加大到 190mm。 2) 1# ~ 10# 齿轮箱主轴与四点接触球轴承、 圆柱滚子轴承间配合原设计为较松的过渡配合 , 造成主轴与轴承内圈相对运动, 导致与主轴锁紧 螺母相对运动, 致使轴承内圈和主轴锁紧螺母都 磨损, 最后主轴轴向定位完全失效。应设计为摩 根专用轴承 , 主轴与摩根专用轴承间的定位作相 应的改造设计。 3) 1# ~ 10# 齿 轮箱第 二个斜 齿轮轴 承跑外
( 接 56 页 ) 6) 检查与测量辊箱的 轴承的外圈与轴承孔 的配合情况 , 轴承孔达到 250H7。装配过程中 并加入固持胶( 乐泰胶 606) 。 7) 所有齿 轮装配轴要作动平衡测 试。特别 是加装止动键的轴与齿轮的装配。 8) 螺旋伞齿轮、 斜齿轮、 螺旋伞 齿轮轴到货 后, 更换 8 机架螺旋伞齿轮、 更换 1 机架斜齿 轮、 更换所有开键槽的轴与齿轮。 9) 1# ~ 10# 齿轮箱主轴与螺旋伞齿轮间配合 原设计为较松的过渡配合 , 由于载荷振动较大, 不应 设计 为 较松 的 过渡 配 合, 应设 计 为 170 H7 , 螺旋伞齿轮的定位轴肩的直径太小, 使螺旋 t5 伞齿轮与定位接触面积太小, 造 成定位移动, 应 将定位轴肩加大到 4 结束语 1) 国外公司设计制造 的高线精轧机组设计 72 190mm 。
案 , 检修工作量降低 ; 精轧机组振动大幅度降低 , 高线机组 轧制速度由原来的 75~ 95m/ s 提高到 98m/ s 。 中图分类号 TG335. 15 文献标识码
Analysis and Transformation of Vibration in Finishing Mill Train of High Speed Wire
初, 设备 技术 状况 一直 不佳 , 轧制 速度 在 75 ~ 95m/ s 之间徘徊, 还出现了一些比较大的问题, 如 6 、 8 机架螺伞崩齿 , 7 机架斜齿轮断齿等 , 历 次检修未能彻底根除其隐患 , 同时也说明这套机 组在设计上或制作上存在缺陷。 2 2. 1 高线精轧机组存在的问题与改造方案 高线精轧机设计缺陷与改造设计 1) 1 ~ 10 齿轮箱主轴与螺旋伞齿轮间配合 原设计为较松的过渡 配合, 由 于载荷振动较大 , 不应 设 计为 较 松 的 过 渡配 合 , 应设 计 为 : 170
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2. 5
精轧机组叠加振动峰值测量 2002 年 9 月, 轧制速度为 93m/ s, 线材直径为
齿轮 箱第 一 个斜 齿轮 轴 承
6. 5mm, 材质为 Q235, 加热炉出炉温度为 920 ∀ 。 测量了精轧机组的 1 至 10 机架 , 测量参数为 振动速度 ( mm/ s) , 振幅 ( mm) 。测 量结果是一个 振动叠加最大值 , 说明精轧机组振动超标。
Cao Yuanfeng liu janxun
( Pingxiang Iron and Steel Co. , Ltd. )
ABSTRACT On the view of mechanics, the transmission of finishing mill train of high speed wire has a defect in designing . The scheme of transformation was given. The scientific way of examine and repair were set up. The workload of examine and repair were reduced. The vibration decreased in a large range and the speed of mill increased from 75~ 95m/ s to 98m/ s. KEYWORDS Finishing mill train of high speed wire Analysis of mechanics Transformation of instruction Scheme of examine and repair
总 第 148 期 酸洗连轧联合机组自动穿带系统研究
冶
金
设
备
2004 年 12 月第 6 期 带钢连续热镀锌机组电解 清洗技术的探讨 # # # # # # # # # # # # # # # # 刘文栋 ∃ 设备改造∃ 棒材机组冷床偏心轮结构 改造 # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # 孙保芹 # # # # # # # # # # # # 曹远锋 ∃ 现场经验∃ 万向联轴器法兰叉架的法 兰强度计算及厚度确定 # # # # # # # # # # # # # # # # # 高红霞 ( 57) 天车钢水自动跟踪计量系 统的开发应用 # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # 任世美 ( 59) 利用单板机检测和保护大 型主轧机直流电动机 # # # # # # # # # # # # # # # # # # 马庆涛 ( 61) 无缝钢管生产中间仓库轨 道改造 # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # # 田军 # # # # # # # # 马 世银 上的应用 朱广宏 张存永 ( 62) 潘廷刚 ( 64) 油气润滑在板坯连铸机扇 形段轴承上的应用 # # # 全数字直流传动装置在 8/ 700 直线式拉丝机 # # # # # # # # # # # # 顾学东 ( 66) # # # 王丙全等 ( 67) 桥式起重机主梁变形矫正 措施 贺宙彪 ( 53) 高速线材精轧机组振动的 研究与改造 # # # # # # 刘建勋 ( 55) 王海峰 ( 50)
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振速 / mm/ s 5. 6 3. 4 3. 1 1. 8 1. 53. 2 4. 4 4. 2 2. 9 2. 8 振幅 / mm 4. 2 1. 9 2. 4 1. 8 1. 83. 6 5. 8 8. 2 5. 4 3. 3
1# 、 7# 、 8# 机架振动速度 超过标准 4mm/ s 。 测量结果与精轧机组设备状况基本一致。 3 精轧机组解决振动问题的维修方案 经研究决定分两 个阶段解决精 轧机组的问 题。第一阶段解决 精轧机组振动 问题以满足高 线提速的要求。第 二阶段建立精 轧机组振动问 题的在线监测系统。以满足高线 精轧机组的设 备运行状态判别的要求 , 达到故障诊断的快速准 确性, 提高设备的作业率, 提高高线机组的产量。 彻底解决精轧机组振动问题以满 足高线提速的 要求。 检修内容: 1) 检查与测量 机架传动箱的 轴承孔磨损情 况 , 轴承孔刷涂修复达到 250H7( + 0. 052) 。装 配过程中并加上圆柱形固持胶( 乐泰胶 606) 。 2) 检查与测量齿轮箱中的轴与轴承内圈的 配合情况, 特别要检查与测量螺旋伞齿轮与主轴 的配合 , 更换或喷镀处理主轴使其达到 更换 或 喷 镀 处 理 轴 使 其 达 到 并加上圆柱形固持胶 ( 乐泰胶 606) 。 3) 检查与测量齿轮箱中的螺旋伞齿轮与斜齿 轮的轴承, 两对称内圈紧靠后 , 轴向游隙大于 0. 05, 给予便换。 4) 回装过程, 将螺旋伞齿轮的啮合间隙控制 在 0. 3mm 以内。 5) 检查与测量辊箱轴与轴承的内圈的配合情 况 , 更换或喷镀处理 , 使轴与轴承 的内圈的配合 为 H7/ n6, 在装配过程中加上圆柱形固持胶。 ( 转 72 页 ) 140H7/ S7; 检查与测量斜齿轮轴与轴承内圈的配合情况 , 100H7/ S7, 120H7/ S7, 90H7/ S7, 110H7/ S7。装 配过程中
Total No 148 December 2004
冶 金 设 备 METALLURGICAL EQUIPMENT
总第 148 期 2004 年 12 月第 6 期
高速线材精轧机组振动的研究与改造
曹远锋 刘建勋
江西萍乡 337019) ( 萍乡钢铁有限责任公司技术中心
摘要 关键词
高线精轧机组传动的力学分析认为 , 结构设 计存在缺 陷 , 提出 了改造方 案 , 制 定了科 学的检 修方 高线精轧机 力学分析 结构改造 维修方案 B