熱軋工作輥彎輥及橫移裝置的結構分析及優化

王偉　阮東輝

摘 要：工作輥彎輥及橫移裝置是熱連軋機精軋機組的核心部件之一，其結構優劣對于精軋機充分發揮控制和改善板形、提高板帶材平直度具有重要影響。如今，改進設備，提高產品質量成為各鋼鐵企業越來越關注的方向。文章針對公司以往設計制造的多套熱連軋設備的工作輥彎輥橫移裝置在實際使用中存在的問題，提出了幾點改進方案，以期優化結構、降低故障率，提高工作效率。

關鍵詞：熱軋機；工作輥彎輥及橫移；結構優化

目前，越來越多的熱軋機采用工作輥彎輥及橫移裝置來控制和改善板形，尤其是熱連軋的精軋機組，大多數采用了具有較高凸度控制能力的HCW軋機或CVC軋機。兩者都具有工作輥彎輥和橫移裝置，區別僅是軋輥的輥型不同，其效果在國內外各大鋼鐵廠的生產實踐中都得到了證實[1]。作為四輥熱軋機的核心部件之一，工作輥彎輥及橫移裝置的結構合理性對其使用及維護、最終產品的板形及表面質量都具有重要影響。

1 原結構及其存在的問題

公司以往設計的彎輥橫移裝置普遍采用的結構包含固定塊、移動塊、橫移缸以及裝在移動塊內部的彎輥缸和鎖緊缸。其操作側結構如圖1所示，工作狀態下，由裝在移動塊里的兩個彎輥缸提供彎輥力，鎖緊缸卡住工作輥軸承座上的凸臺，橫移缸帶動移動塊和工作輥整體移動。該結構由裝在橫移缸活塞桿內的位移傳感器檢測移動塊位置，能夠實現對工作輥橫移量的精確控制。

傳動側彎輥橫移裝置的結構相對簡單，僅有固定塊、移動塊和限位裝置組成（見圖2），由裝在移動塊內的鎖緊缸的楔形缸頭插入軸承座的卡槽內，依靠工作輥的軸向竄動來帶動移動塊。

在現場使用過程中，該結構也存在一些問題。具體有如下方面：

鎖緊缸容易漏油。在操作側，鎖緊缸活塞桿一端通過T型頭與擋塊連接，一端可插入固定塊上的圓孔中。擋塊在導套中滑動并承受工作輥軸承座的沖擊，不可避免地造成磨損以及兩者間隙增大，從而使得鎖緊缸活塞桿承受彎矩。活塞桿承受彎矩會造成兩端的密封損壞甚至漏油。在傳動側，鎖緊缸的供油和回油是通過兩根細長的接管伸入移動塊中進行配管的，一方面由于無法觀察不易安裝，另一方面一旦此處泄漏也不易發覺和維護，造成工作輥無法鎖緊等故障。

橫移缸缸頭處的球面墊與球面座磨損嚴重，容易造成橫移缸的零位漂移，影響工作輥橫移精度。橫移缸缸頭處有螺紋，通過圓螺母將缸頭和位于球面座中的球面墊相連接。此結構在移動塊側面和底面的滑板磨損后可起到微調活塞桿角度，使其免受彎矩從而延長壽命的作用。但其缺點在于球面座和球面墊之間的接觸面積很小，在沖擊和疲勞作用下，球面套表面很容易磨損使兩者之間產生間隙[2]。而且該結構對于球面墊、球面套和圓螺母沒有保護措施，水汽和氧化鐵皮等容易進入加速其銹蝕和磨損。

設備配管比較困難。因為此處空間狹小，橫移量較大，造成配管容易與周邊設備干涉等問題，影響設備正常使用。

2 新型彎輥橫移裝置的結構特點

在總結原有結構存在的問題的基礎上，借鑒國外先進的設計經驗，我們改進了彎輥橫移裝置的結構。新結構將橫移缸與移動塊合為一體，即在移動塊中加工出彎輥缸和橫移缸的缸體，鎖緊缸整體置入移動塊中的定位及導向孔中，并且針對鎖緊缸容易漏油的缺點改進了鎖緊缸結構。其操作側結構如圖3所示。相比于原有的結構，它具有以下特點：

改進了鎖緊缸結構，將鎖緊缸整體置入移動塊中，用雙出活塞桿推動形狀相對復雜的卡板在移動塊的導向孔中前后移動，活塞桿與卡板之間不具有連接關系，卡板承受的沖擊力直接反作用于移動塊，因此可以保護活塞桿使其免受彎矩，避免了泄漏油現象的發生（見圖4）。同時，考慮到配管的問題，將原來的外接接管取消，改為移動塊內部油路直接供油，通過壓緊在鎖緊缸與移動塊之間的密封圈能夠很好地保證液壓油不泄露，而且可以簡化配管。

改進后的橫移缸缸頭連接方式見圖5，橫移缸缸頭處有螺紋，通過圓螺母將擋圈壓緊，圓螺母和擋圈起到前后止擋的作用。圓螺母與支座內孔之間有間隙，端面之間也留有間隙，這是為了在移動塊滑板磨損之后起到補償作用。擋圈與支座之間壓有唇形密封圈，可有效防止水汽和氧化鐵皮的進入，起到保護作用。在圓螺母徑向開有溝槽，可插入螺釘防止圓螺母轉動；同時，在圓螺母的外端面上把有擋環，擋環上的矩形孔可卡住液壓缸缸頭處的外六角凸臺，起到防止活塞桿轉動的作用。另外，與原結構相比，支座由原來的與固定塊一體鑄出改為現在的單獨加工并通過大螺栓與固定塊把合的方式。這樣，可以在更換或檢修移動塊時更加便捷省時。

配管方式由原來的每個缸單獨配管改為集中配管，在移動塊中加工出每個缸的供油和回油油路，并通過油路塊集中供油和回油。油路塊穿過固定塊上的矩形孔把合在移動塊上，四周通過止口定位，可有效防止事故沖撞對油路密封的損傷。同時，由于所有油路均在移動塊內部打通，避免了漏油現象的發生。不過，這種配管方式也存在缺點，即移動塊加工比較復雜、所有軟管與油路塊連接增加了現場安裝的難度。

3 結束語

彎輥橫移裝置是精軋機設計中的重點和難點，因其與軋機的工作狀態和換輥狀態有密切關系，必須全面考慮。文章針對原有結構提出了幾點改進思路，新結構在國內某鋼廠2250生產線上使用良好，改進效果得到了很好驗證。

參考文獻

[1]冶金工業部有色金屬加工設計研究院.板帶車間機械設備設計[M].冶金工業出版社，1993.

[2]周喜溫，阮東輝.某1580熱連軋機工作輥彎輥及橫移結構分析及改進[J].科技創新與應用，2013，8（上）：34-36.endprint

摘 要：工作輥彎輥及橫移裝置是熱連軋機精軋機組的核心部件之一，其結構優劣對于精軋機充分發揮控制和改善板形、提高板帶材平直度具有重要影響。如今，改進設備，提高產品質量成為各鋼鐵企業越來越關注的方向。文章針對公司以往設計制造的多套熱連軋設備的工作輥彎輥橫移裝置在實際使用中存在的問題，提出了幾點改進方案，以期優化結構、降低故障率，提高工作效率。

關鍵詞：熱軋機；工作輥彎輥及橫移；結構優化

目前，越來越多的熱軋機采用工作輥彎輥及橫移裝置來控制和改善板形，尤其是熱連軋的精軋機組，大多數采用了具有較高凸度控制能力的HCW軋機或CVC軋機。兩者都具有工作輥彎輥和橫移裝置，區別僅是軋輥的輥型不同，其效果在國內外各大鋼鐵廠的生產實踐中都得到了證實[1]。作為四輥熱軋機的核心部件之一，工作輥彎輥及橫移裝置的結構合理性對其使用及維護、最終產品的板形及表面質量都具有重要影響。

1 原結構及其存在的問題

公司以往設計的彎輥橫移裝置普遍采用的結構包含固定塊、移動塊、橫移缸以及裝在移動塊內部的彎輥缸和鎖緊缸。其操作側結構如圖1所示，工作狀態下，由裝在移動塊里的兩個彎輥缸提供彎輥力，鎖緊缸卡住工作輥軸承座上的凸臺，橫移缸帶動移動塊和工作輥整體移動。該結構由裝在橫移缸活塞桿內的位移傳感器檢測移動塊位置，能夠實現對工作輥橫移量的精確控制。

傳動側彎輥橫移裝置的結構相對簡單，僅有固定塊、移動塊和限位裝置組成（見圖2），由裝在移動塊內的鎖緊缸的楔形缸頭插入軸承座的卡槽內，依靠工作輥的軸向竄動來帶動移動塊。

在現場使用過程中，該結構也存在一些問題。具體有如下方面：

鎖緊缸容易漏油。在操作側，鎖緊缸活塞桿一端通過T型頭與擋塊連接，一端可插入固定塊上的圓孔中。擋塊在導套中滑動并承受工作輥軸承座的沖擊，不可避免地造成磨損以及兩者間隙增大，從而使得鎖緊缸活塞桿承受彎矩。活塞桿承受彎矩會造成兩端的密封損壞甚至漏油。在傳動側，鎖緊缸的供油和回油是通過兩根細長的接管伸入移動塊中進行配管的，一方面由于無法觀察不易安裝，另一方面一旦此處泄漏也不易發覺和維護，造成工作輥無法鎖緊等故障。

橫移缸缸頭處的球面墊與球面座磨損嚴重，容易造成橫移缸的零位漂移，影響工作輥橫移精度。橫移缸缸頭處有螺紋，通過圓螺母將缸頭和位于球面座中的球面墊相連接。此結構在移動塊側面和底面的滑板磨損后可起到微調活塞桿角度，使其免受彎矩從而延長壽命的作用。但其缺點在于球面座和球面墊之間的接觸面積很小，在沖擊和疲勞作用下，球面套表面很容易磨損使兩者之間產生間隙[2]。而且該結構對于球面墊、球面套和圓螺母沒有保護措施，水汽和氧化鐵皮等容易進入加速其銹蝕和磨損。

設備配管比較困難。因為此處空間狹小，橫移量較大，造成配管容易與周邊設備干涉等問題，影響設備正常使用。

2 新型彎輥橫移裝置的結構特點

在總結原有結構存在的問題的基礎上，借鑒國外先進的設計經驗，我們改進了彎輥橫移裝置的結構。新結構將橫移缸與移動塊合為一體，即在移動塊中加工出彎輥缸和橫移缸的缸體，鎖緊缸整體置入移動塊中的定位及導向孔中，并且針對鎖緊缸容易漏油的缺點改進了鎖緊缸結構。其操作側結構如圖3所示。相比于原有的結構，它具有以下特點：

改進了鎖緊缸結構，將鎖緊缸整體置入移動塊中，用雙出活塞桿推動形狀相對復雜的卡板在移動塊的導向孔中前后移動，活塞桿與卡板之間不具有連接關系，卡板承受的沖擊力直接反作用于移動塊，因此可以保護活塞桿使其免受彎矩，避免了泄漏油現象的發生（見圖4）。同時，考慮到配管的問題，將原來的外接接管取消，改為移動塊內部油路直接供油，通過壓緊在鎖緊缸與移動塊之間的密封圈能夠很好地保證液壓油不泄露，而且可以簡化配管。

改進后的橫移缸缸頭連接方式見圖5，橫移缸缸頭處有螺紋，通過圓螺母將擋圈壓緊，圓螺母和擋圈起到前后止擋的作用。圓螺母與支座內孔之間有間隙，端面之間也留有間隙，這是為了在移動塊滑板磨損之后起到補償作用。擋圈與支座之間壓有唇形密封圈，可有效防止水汽和氧化鐵皮的進入，起到保護作用。在圓螺母徑向開有溝槽，可插入螺釘防止圓螺母轉動；同時，在圓螺母的外端面上把有擋環，擋環上的矩形孔可卡住液壓缸缸頭處的外六角凸臺，起到防止活塞桿轉動的作用。另外，與原結構相比，支座由原來的與固定塊一體鑄出改為現在的單獨加工并通過大螺栓與固定塊把合的方式。這樣，可以在更換或檢修移動塊時更加便捷省時。

配管方式由原來的每個缸單獨配管改為集中配管，在移動塊中加工出每個缸的供油和回油油路，并通過油路塊集中供油和回油。油路塊穿過固定塊上的矩形孔把合在移動塊上，四周通過止口定位，可有效防止事故沖撞對油路密封的損傷。同時，由于所有油路均在移動塊內部打通，避免了漏油現象的發生。不過，這種配管方式也存在缺點，即移動塊加工比較復雜、所有軟管與油路塊連接增加了現場安裝的難度。

3 結束語

彎輥橫移裝置是精軋機設計中的重點和難點，因其與軋機的工作狀態和換輥狀態有密切關系，必須全面考慮。文章針對原有結構提出了幾點改進思路，新結構在國內某鋼廠2250生產線上使用良好，改進效果得到了很好驗證。

參考文獻

[1]冶金工業部有色金屬加工設計研究院.板帶車間機械設備設計[M].冶金工業出版社，1993.

[2]周喜溫，阮東輝.某1580熱連軋機工作輥彎輥及橫移結構分析及改進[J].科技創新與應用，2013，8（上）：34-36.endprint

摘 要：工作輥彎輥及橫移裝置是熱連軋機精軋機組的核心部件之一，其結構優劣對于精軋機充分發揮控制和改善板形、提高板帶材平直度具有重要影響。如今，改進設備，提高產品質量成為各鋼鐵企業越來越關注的方向。文章針對公司以往設計制造的多套熱連軋設備的工作輥彎輥橫移裝置在實際使用中存在的問題，提出了幾點改進方案，以期優化結構、降低故障率，提高工作效率。

關鍵詞：熱軋機；工作輥彎輥及橫移；結構優化

目前，越來越多的熱軋機采用工作輥彎輥及橫移裝置來控制和改善板形，尤其是熱連軋的精軋機組，大多數采用了具有較高凸度控制能力的HCW軋機或CVC軋機。兩者都具有工作輥彎輥和橫移裝置，區別僅是軋輥的輥型不同，其效果在國內外各大鋼鐵廠的生產實踐中都得到了證實[1]。作為四輥熱軋機的核心部件之一，工作輥彎輥及橫移裝置的結構合理性對其使用及維護、最終產品的板形及表面質量都具有重要影響。

1 原結構及其存在的問題

公司以往設計的彎輥橫移裝置普遍采用的結構包含固定塊、移動塊、橫移缸以及裝在移動塊內部的彎輥缸和鎖緊缸。其操作側結構如圖1所示，工作狀態下，由裝在移動塊里的兩個彎輥缸提供彎輥力，鎖緊缸卡住工作輥軸承座上的凸臺，橫移缸帶動移動塊和工作輥整體移動。該結構由裝在橫移缸活塞桿內的位移傳感器檢測移動塊位置，能夠實現對工作輥橫移量的精確控制。

傳動側彎輥橫移裝置的結構相對簡單，僅有固定塊、移動塊和限位裝置組成（見圖2），由裝在移動塊內的鎖緊缸的楔形缸頭插入軸承座的卡槽內，依靠工作輥的軸向竄動來帶動移動塊。

在現場使用過程中，該結構也存在一些問題。具體有如下方面：

鎖緊缸容易漏油。在操作側，鎖緊缸活塞桿一端通過T型頭與擋塊連接，一端可插入固定塊上的圓孔中。擋塊在導套中滑動并承受工作輥軸承座的沖擊，不可避免地造成磨損以及兩者間隙增大，從而使得鎖緊缸活塞桿承受彎矩。活塞桿承受彎矩會造成兩端的密封損壞甚至漏油。在傳動側，鎖緊缸的供油和回油是通過兩根細長的接管伸入移動塊中進行配管的，一方面由于無法觀察不易安裝，另一方面一旦此處泄漏也不易發覺和維護，造成工作輥無法鎖緊等故障。

橫移缸缸頭處的球面墊與球面座磨損嚴重，容易造成橫移缸的零位漂移，影響工作輥橫移精度。橫移缸缸頭處有螺紋，通過圓螺母將缸頭和位于球面座中的球面墊相連接。此結構在移動塊側面和底面的滑板磨損后可起到微調活塞桿角度，使其免受彎矩從而延長壽命的作用。但其缺點在于球面座和球面墊之間的接觸面積很小，在沖擊和疲勞作用下，球面套表面很容易磨損使兩者之間產生間隙[2]。而且該結構對于球面墊、球面套和圓螺母沒有保護措施，水汽和氧化鐵皮等容易進入加速其銹蝕和磨損。

設備配管比較困難。因為此處空間狹小，橫移量較大，造成配管容易與周邊設備干涉等問題，影響設備正常使用。

2 新型彎輥橫移裝置的結構特點

在總結原有結構存在的問題的基礎上，借鑒國外先進的設計經驗，我們改進了彎輥橫移裝置的結構。新結構將橫移缸與移動塊合為一體，即在移動塊中加工出彎輥缸和橫移缸的缸體，鎖緊缸整體置入移動塊中的定位及導向孔中，并且針對鎖緊缸容易漏油的缺點改進了鎖緊缸結構。其操作側結構如圖3所示。相比于原有的結構，它具有以下特點：

改進了鎖緊缸結構，將鎖緊缸整體置入移動塊中，用雙出活塞桿推動形狀相對復雜的卡板在移動塊的導向孔中前后移動，活塞桿與卡板之間不具有連接關系，卡板承受的沖擊力直接反作用于移動塊，因此可以保護活塞桿使其免受彎矩，避免了泄漏油現象的發生（見圖4）。同時，考慮到配管的問題，將原來的外接接管取消，改為移動塊內部油路直接供油，通過壓緊在鎖緊缸與移動塊之間的密封圈能夠很好地保證液壓油不泄露，而且可以簡化配管。

改進后的橫移缸缸頭連接方式見圖5，橫移缸缸頭處有螺紋，通過圓螺母將擋圈壓緊，圓螺母和擋圈起到前后止擋的作用。圓螺母與支座內孔之間有間隙，端面之間也留有間隙，這是為了在移動塊滑板磨損之后起到補償作用。擋圈與支座之間壓有唇形密封圈，可有效防止水汽和氧化鐵皮的進入，起到保護作用。在圓螺母徑向開有溝槽，可插入螺釘防止圓螺母轉動；同時，在圓螺母的外端面上把有擋環，擋環上的矩形孔可卡住液壓缸缸頭處的外六角凸臺，起到防止活塞桿轉動的作用。另外，與原結構相比，支座由原來的與固定塊一體鑄出改為現在的單獨加工并通過大螺栓與固定塊把合的方式。這樣，可以在更換或檢修移動塊時更加便捷省時。

配管方式由原來的每個缸單獨配管改為集中配管，在移動塊中加工出每個缸的供油和回油油路，并通過油路塊集中供油和回油。油路塊穿過固定塊上的矩形孔把合在移動塊上，四周通過止口定位，可有效防止事故沖撞對油路密封的損傷。同時，由于所有油路均在移動塊內部打通，避免了漏油現象的發生。不過，這種配管方式也存在缺點，即移動塊加工比較復雜、所有軟管與油路塊連接增加了現場安裝的難度。

3 結束語

彎輥橫移裝置是精軋機設計中的重點和難點，因其與軋機的工作狀態和換輥狀態有密切關系，必須全面考慮。文章針對原有結構提出了幾點改進思路，新結構在國內某鋼廠2250生產線上使用良好，改進效果得到了很好驗證。

參考文獻

[1]冶金工業部有色金屬加工設計研究院.板帶車間機械設備設計[M].冶金工業出版社，1993.

[2]周喜溫，阮東輝.某1580熱連軋機工作輥彎輥及橫移結構分析及改進[J].科技創新與應用，2013，8（上）：34-36.endprint