本鋼矩形坯連鑄機(jī)扇形段輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)形式的改進(jìn)

□樊本義

一、矩形坯連鑄機(jī)扇形段輥?zhàn)哟嬖诘膯?wèn)題

本鋼矩形坯連鑄機(jī)由意大利達(dá)涅利公司整體引進(jìn)，扇形段采用集中潤(rùn)滑形式，輥?zhàn)觾?nèi)部閉路水冷結(jié)構(gòu)。自投產(chǎn)以來(lái)，扇形段輥?zhàn)虞S承損壞比較頻繁。伴隨著軸承的損壞，輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)，與輥?zhàn)酉嗦?lián)的潤(rùn)滑和冷卻水管路接頭被扭轉(zhuǎn)損壞，漏水、漏油故障頻發(fā)。同時(shí)，由于輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)，鑄坯表面產(chǎn)生劃痕等質(zhì)量問(wèn)題，當(dāng)扇形段多根輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)時(shí)，鑄坯拉坯阻力大幅提高，經(jīng)常發(fā)生拉不動(dòng)坯事故，因此，本鋼矩形坯連鑄機(jī)故障率較高，設(shè)備穩(wěn)定性差，常期困擾生產(chǎn)。

二、輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)軸承損壞的原因分析

通過(guò)對(duì)損壞的軸承進(jìn)行分析，軸承損壞形式為內(nèi)外圈及保持架斷裂，軸承內(nèi)潤(rùn)滑油板結(jié)發(fā)黑，判斷為軸承潤(rùn)滑和冷卻不良，在高溫下找失效損壞。經(jīng)過(guò)對(duì)潤(rùn)滑及冷卻回路的設(shè)計(jì)進(jìn)行進(jìn)一步分析，認(rèn)為輥?zhàn)友b配結(jié)構(gòu)存在較大設(shè)計(jì)缺陷，如圖1所示。

圖1 輥?zhàn)?/p>

第一，輥?zhàn)蛹拜S承的冷卻方式采用芯軸冷卻形式，冷卻水僅對(duì)芯軸進(jìn)行冷卻，而輥?zhàn)油馓讻](méi)有得到有效冷卻。輥?zhàn)油馓字苯优c高溫紅坯接觸，在高溫作用下，會(huì)產(chǎn)生變形，變形力作用到軸承外圈，是造成軸承損壞的一種原因。另外，輥?zhàn)油馓赘邷乜梢灾苯觽鲗?dǎo)到軸承上，也是造成軸承損壞的一種原因。

第二，潤(rùn)滑采用集中潤(rùn)滑形式，定期補(bǔ)油，潤(rùn)滑油通過(guò)潤(rùn)滑回路作用到軸承內(nèi)側(cè)，但是，在軸承內(nèi)側(cè)缺少相應(yīng)的密封進(jìn)行封油，從而造成潤(rùn)滑油堆積到輥套和芯軸之間的密閉空間內(nèi)，而由于輥?zhàn)油馓兹鄙倮鋮s，溫度較高，因此，潤(rùn)滑油在此空間內(nèi)極易板結(jié)堵塞潤(rùn)滑通道，造成潤(rùn)滑不暢，軸承缺少持續(xù)的供油潤(rùn)滑及冷卻，也是軸承損壞頻率較高的原因。

第三，輥?zhàn)永鋮s水管路接頭形式設(shè)計(jì)不合理。當(dāng)軸承損壞后，輥?zhàn)釉阼T坯的被動(dòng)驅(qū)動(dòng)下，芯軸會(huì)發(fā)生相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，這時(shí)，與芯軸直接通過(guò)螺紋聯(lián)接的管接頭會(huì)發(fā)生松脫，造成冷卻水泄漏。由于冷卻水采用閉路循環(huán)，一旦泄漏量達(dá)到一定程度時(shí)，閉路循環(huán)補(bǔ)水跟不上泄漏量，會(huì)造成系統(tǒng)停機(jī)事故。

三、解決輥?zhàn)釉O(shè)計(jì)不合理缺陷的措施

由于矩形坯連鑄機(jī)設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，輥?zhàn)友b配空間小，不適于進(jìn)行大幅度的改變。為解決制約設(shè)備穩(wěn)定運(yùn)行的缺陷，經(jīng)過(guò)認(rèn)真研究，從輥?zhàn)觾?nèi)部的結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改進(jìn)，加以解決，如圖2所示。

圖2 輥?zhàn)?/p>

第一，改變?cè)瓉?lái)的冷卻方式，冷卻水通過(guò)芯軸后，進(jìn)入輥?zhàn)油馓缀托据S之間的閉封空間內(nèi)，形成冷卻腔，從而對(duì)芯軸和輥?zhàn)油馓讓?shí)現(xiàn)有效的冷卻，避免輥?zhàn)油馓子捎诟邷刈冃危鋮s腔的形成還可以為軸承提供足夠的冷卻環(huán)境。

第二，在潤(rùn)滑回路增設(shè)兩道密封圈，確保軸承潤(rùn)滑區(qū)域封油腔的形成，另外，可以避免冷卻水與潤(rùn)滑油混合，避免漏水。

第三，為防止在軸承故障狀態(tài)下，冷卻水管路接頭松脫，在管路與芯軸相聯(lián)部位設(shè)計(jì)防轉(zhuǎn)卡板，將冷卻水管路相對(duì)固定，可以有效避免故障的擴(kuò)大化。

四、取得的實(shí)際效果

通過(guò)對(duì)輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改造后，新形式的輥?zhàn)釉诒句摼匦闻鬟B鑄機(jī)上進(jìn)行試用，較好解決了輥?zhàn)虞S承壽命低，損壞后對(duì)鑄機(jī)生產(chǎn)所造成的一系列影響，扇形段整體使用壽命由原來(lái)的1個(gè)月提高到3個(gè)月以上，設(shè)備運(yùn)行穩(wěn)定性得到了大幅度提高，為矩形坯產(chǎn)能和質(zhì)量的提升創(chuàng)造了有利條件。

五、結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)本鋼矩形坯連鑄機(jī)輥?zhàn)虞S承損壞的原因進(jìn)行分析，找出設(shè)計(jì)不合理因素，克服原有設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)緊湊，可利用空間小的不利因素，對(duì)輥?zhàn)觾?nèi)部冷卻和潤(rùn)滑結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行改進(jìn)，取得了如下效果:一是提高了軸承的冷卻和潤(rùn)滑效果，延長(zhǎng)了軸承使用壽命，進(jìn)而提高扇形段整體在線使用壽命。二是輥?zhàn)硬晦D(zhuǎn)問(wèn)題的解決，減少對(duì)生產(chǎn)和質(zhì)量的影響。三是在本鋼矩形坯連鑄機(jī)上成功應(yīng)用，取得了較好的效果，對(duì)國(guó)內(nèi)其它達(dá)涅利同種機(jī)型的連鑄機(jī)設(shè)計(jì)缺陷的改進(jìn)具有借鑒意義。

［1］徐灝．機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)［M］．北京:機(jī)械工業(yè)出版社，1991