轧钢厂精轧机组传动装置优化

目录

1前言

在全连轧生产中精轧轧机的速度最高，而衡量一条全连轧生产线先进与水平高低，轧制线速度的高低是其中一个非常重要的指标。轧钢厂自04年半连轧技改以后，成功解决了许多制约生产的工艺设备问题，先后实现日达产和月达产。然而到08年全连轧技改前，精轧平轧托架失稳的这个技术难题却仍然未得到彻底解决。我厂的精轧三台平轧轧机由于托架事故多，运行时托架轴承座抖动严重，经常出现发生万向连接轴运转不稳定、轴承容易烧损和托架磨损快等故障，更严重的是该厂生产过程中必须在稳定和速度两者之间作痛苦的抉择，为了减少事故的发生，只好降低轧机速度，最高时不超过9米/秒，使之不能达到设计要求的12米/秒。速度降幅达到1/4，意味着将极大限制产量的提高，按照全连轧改造60万吨/年设计生产能力计算，将影响产量（10）万吨。如果再不对精轧机组传动装置进行优化，使其达到设计速度，将会严重影响轧钢厂全连轧改造的达产达效进程；同时，由于托架事故多，平均每个月要造成5~6小时的故障时间，还造成万向连接轴、轴承等备件耗费20多万元以及生产中的轧制废品、回炉等的数量增加。为改变这一现状，我厂技术人员对精轧机组传动装置进行优化改造。

2 方案设计

2.1托架失稳的原因分析及初步思路

先简单了解一下我厂全连轧的工艺布置情况：轧机采用一平一立的错开布置，其中第18和20架轧机采用平立转换的方式，平立转换轧机处于平轧方式时，实现切分轧制，满足小规格螺纹钢生产需要；处于立轧方式时，实现单线轧制大规格螺纹钢生产需要。托架起着支承减速机到轧机之间传动轴的作用，除平立转换轧机托架采用伸缩式鼓形齿联轴器的形式外，其余轧机托架均采用万向连接轴的形式。

采用万向连接轴形式的精轧平轧轧机托架失稳的原因是什么呢？要找到托架失稳的原因，就必须了解它的结构。（见图1）经过分析，平轧轧机的传动是通过万向联接轴连接减速机和轧机。在减速机和轧机之间距离长达2.3米；并形成花键轴和花键套、轧辊和扁头套以及托架上的轴承座等五个关节点；扁头套、万向联轴器自身重量大。当轧机运转速度较快时，偏心力矩也大；加上关节点太多、传动距离长，所以造成托架轴承座抖动严重、轴承容易烧损和托架磨损快等故障。

事实上，在半连轧的四年多时间里，该厂技术人员就一直为提高万向连接轴的稳定性，从管理、检修方法和技术上想了很多办法，但仍然无济于事。为此，厂组织召开精轧平轧轧机托架失稳的专题技术研讨会。有人提出：“对比我厂精轧平轧轧机与平

立转换轧机的托架使用情况，使用效果迥然不同，能不能借用平立转换轧机托架的伸缩式鼓形齿联轴器的原理来改造精轧平轧轧机托架万向连接轴呢”。原来在半连轧机组投产的四年中，平立转换轧机托架在使用过程中，由于采用鼓形齿长伸缩联轴器结构便于维护和调整，除了鼓形齿因正常磨损而产生故障时间外却从未发生过一起事故。事实上：切分轧制时，平立转换轧机也处于水平轧制方式，这个时候与精轧平轧轧机完全相同，其运行速度比使用万向连接轴的精轧平轧轧机还要快，伸缩式鼓形齿联轴器却比使用万向连接轴的故障少。通过分析，得出这样的结论：如果能将伸缩式鼓形齿联轴器替代万向连接轴，那改造成功的把握性就比较大了。改造思路就这样定下来了。

2.2 方案设计

真正设计开始后，又遇到了困难。平立转换轧机托架采用伸缩式鼓形齿联轴器，它从原设计、制造就考虑了安装问题，所以在减速机齿轮内部设计成空心的，伸缩式鼓形齿联轴器的花键轴能够在减速机中实现伸缩，满足轧机更换孔型的需要。精轧平轧轧机采用万向连接轴的形式，其花键轴的伸缩在万向连接轴自身就能完成，不需要在减速机齿轮内部设计成空心的。看来利用平轧轧机的减速机实现花键轴伸缩功能，就必须对减速机进行改造，这样的动作太大，也不可能。怎样在改造中既能使用鼓形齿联轴器，又能实现伸缩功能就成了改造成功的关键。厂里再次召开诸葛亮会，有人提出减速机到轧机之间应该还有位置，如果设

计一根空心轴，花键轴就能实现伸缩功能，鼓形齿也能安装在空心轴上，还能缩短减速机和轧机之间的相对位置。一席话，使大家眼前一亮。经过现场实际测量核实，果然在这里放置一根空心轴没有问题。最大的拦路虎给清除了。

进入下一步设计，新的问题又暴露出来了。轧机上两根轧辊，需要两根空心轴作传动轴，空心轴近一米长，单根重约一百三多公斤，不支撑怎么能行！那又怎么支撑呢？减速机到轧机之间有一个轧机底座，用于放置轧机和托架。能不能设计轴承座作支撑呢？按常规，一根轴上应该设计两个轴承座作支撑。而这里只能设计一个轴承座的位置，那另一个轴承座的位置怎么办呢？重新打基础、重新埋底座！？不现实，工期长、工作量太大、费用也大。如果只设计一个轴承座能不能行呢？大家查阅相关资料，终于从《冶金设备》杂志上，找到了有单独轴承座支承设备的例子。应该可行，那就冒一冒风险！

实施方案设计几经修改，关节点减少到只有三个，传动距离缩短到1.2米，方案最终定稿。（见图2）

08年底，为了使方案更加稳妥、可靠，厂邀请上海、贵州的专业制造厂家及设计院专家对方案进行论证。论证的结果是：方案可行。

3 实施改造

精轧三台平轧轧机的托架均可按该方案进行改造。为了稳妥起见，厂决定先在第17架托架进行试验。如果成功，并能满

足正常生产一个月的要求，再进行第15架、第19架的托架改造。

这次改造充分利用厂内自有的加工能力，比如：空心轴的加工就节约了4万元，并借用平立转换轧机托架的相关备件，使改造风险及费用大大降低，整个费用不足四万元。

09年初，所有内外加工的备件均已到位，我厂利用为期两天的月检修时间，实施了托架改造。试车时，按9米/秒转车十分钟，托架运转非常平稳，温度正常。按12米/秒转车四十分钟，这个速度已经达到设计速度，托架运转仍然非常平稳，几乎无振动，温度正常。下午5点，开始正常生产，参与改造和安装的人员翘首以盼。第一根红钢过来了，平稳地穿过第17架轧机，托架运转平稳。第二根、第三根-----，托架仍然无晃动。成功了！

4 使用效果

经过一个月的试运行，设计完全满足使用要求，不仅运转平稳，没有发生任何故障，而且速度也达到了12米/秒，并还有提升的潜力（因现在精轧末架轧机至冷床距离太近，轧机超过12米/秒容易造成红钢追尾，未再进行提速），紧接着我们又进行第15架、第19架的托架改造。到目前为止，第17架托架已运行正常半年以上，第15架、第19架托架也有4个月。它的改造成功，对我厂在5月份实现5万吨全连轧改造达产达效攻关目标，发挥了关键作用。

5 经济效益