大型板材軋機(jī)機(jī)架加工裝配問題分析

王鐵峰

摘 要：隨著經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，我國(guó)對(duì)于剛才的需求越來越大，現(xiàn)今，我國(guó)已經(jīng)具有了一大批年產(chǎn)百萬噸鋼鐵的生產(chǎn)線，軋機(jī)是實(shí)現(xiàn)金屬軋制的重要設(shè)備，在煉鋼生產(chǎn)線上也廣為使用，軋機(jī)機(jī)架作為由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調(diào)整裝置，起著支持的作用，由于其一般較為巨大，因此在生產(chǎn)加工方面較為困難。文章將就大型板帶軋機(jī)機(jī)架的制造工藝進(jìn)行介紹。

關(guān)鍵詞：軋機(jī)機(jī)架；制造工藝；研究

前言

步入新世紀(jì)我國(guó)經(jīng)濟(jì)進(jìn)入了高速發(fā)展階段，尤其是伴隨著房地產(chǎn)行業(yè)的快速發(fā)展，對(duì)于鋼材的需求量也越來也大，我國(guó)有80多條的大型鋼材生產(chǎn)線，在這些生產(chǎn)線上廣泛使用者軋機(jī)設(shè)備對(duì)鋼材進(jìn)行軋制，從而生產(chǎn)出板材、管材等，軋機(jī)機(jī)架是軋機(jī)中的組成部分，其由于體積巨大、加工精度要求高等，造成了對(duì)于軋機(jī)機(jī)架的生產(chǎn)較為困難，文章將就軋機(jī)機(jī)架的生產(chǎn)工藝以及裝配進(jìn)行介紹。

1 軋機(jī)機(jī)架簡(jiǎn)介

軋機(jī)是實(shí)現(xiàn)金屬軋制過程的設(shè)備。泛指完成軋材生產(chǎn)全過程的裝備，包括有主要設(shè)備、輔助設(shè)備、起重運(yùn)輸設(shè)備和附屬設(shè)備等。軋機(jī)是由軋輥、軋機(jī)牌坊、軸承包、軸承、工作臺(tái)、軋鋼導(dǎo)衛(wèi)、軌座、軋輥調(diào)整裝置、上軋輥平衡裝置和換輥裝置等組成。由兩片“牌坊”組成以安裝軋輥軸承座和軋輥調(diào)整裝置，需有足夠的強(qiáng)度和鋼度承受軋制力。機(jī)架形式主要有閉式和開式兩種。閉式機(jī)架是一個(gè)整體框架，具有較高強(qiáng)度和剛度，主要用于軋制力較大的初軋機(jī)和板帶軋機(jī)等。開式機(jī)架由機(jī)架本體和上蓋兩部分組成，便于換輥，主要用于橫列式型材軋機(jī)。

2 軋機(jī)機(jī)架的加工

軋機(jī)機(jī)架由于尺寸超大，同時(shí)對(duì)于精度的要求較高，因此對(duì)于其加工制造提出了不小的挑戰(zhàn)，進(jìn)行軋機(jī)機(jī)架的加工需要使用精度高且加工范圍大的數(shù)控機(jī)床作為其主要的加工設(shè)備，由于需要加工的工件尺寸很大，在加工過程中對(duì)于溫度的影響過、裝夾變形與加工變形都是需要考慮的問題，這就為加工造成了極大的難度，在進(jìn)行軋機(jī)機(jī)架精加工之前首先需要進(jìn)行粗加工，在粗加工時(shí)可以使用牛頭銑、端面銑等設(shè)備，在粗加工后留有10～12mm左右的加工余量，在粗加工完成后需要對(duì)軋機(jī)機(jī)架粗坯進(jìn)行檢驗(yàn)，通過使用工業(yè)探傷儀檢查粗坯，檢查工件內(nèi)部是否存在裂紋，如果沒有裂紋則通過應(yīng)力退火后就可以進(jìn)入精加工環(huán)節(jié)。在進(jìn)行精加工之前需要對(duì)加工所用的數(shù)控機(jī)床進(jìn)行精度調(diào)整，通過使用激光干涉儀、直尺、方尺等對(duì)于機(jī)床的定位精度、直線精度和方位精度等進(jìn)行檢查，確保機(jī)床處于一個(gè)良好的工況，同時(shí)將機(jī)床精度檢測(cè)數(shù)據(jù)等得出報(bào)告，并將這些誤差補(bǔ)償入機(jī)床中，對(duì)鏜銑加工精加工面在各個(gè)加工面留有的余量不超過0.5mm，光刀余量為0.05mm，在將軋機(jī)機(jī)架精加工完成后，通過使用三測(cè)機(jī)或者是其他測(cè)量設(shè)備進(jìn)行檢測(cè)，要求所有的工件誤差都在圖紙標(biāo)注的加工公差范圍內(nèi)，通過檢測(cè)得出加工后的工件的形位公差的數(shù)據(jù)如下：機(jī)架窗口兩側(cè)面相對(duì)于機(jī)架垂直中心線的對(duì)稱度及平行度為0.05mm，窗口底面相對(duì)于窗口兩側(cè)的垂直度為0.04mm，窗口頂面相對(duì)于窗口底面的平行度為0.06mm，機(jī)架腳底面相對(duì)于窗口兩側(cè)面的垂直度要求為0.04mm每米，所有測(cè)量數(shù)據(jù)都應(yīng)滿足圖紙按要求。總體來說軋機(jī)機(jī)架的加工流程如下：毛坯件進(jìn)行粗加工后用探傷儀進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)內(nèi)部沒有裂紋后進(jìn)入應(yīng)力退火環(huán)節(jié)，在退火完成后進(jìn)行半精加工，加工完成后繼續(xù)使用探傷儀進(jìn)行檢測(cè)，在合格后進(jìn)入精加工環(huán)節(jié)，在精加工時(shí)需要保證加工完成后的工件精度。在工件精加工完成后還需要在機(jī)架上刷上防銹漆，做好軋機(jī)機(jī)架的保護(hù)工作。

加工過程中采取的防止變形的措施：在機(jī)架的加工過程中需要采取多種措施來防止機(jī)架的形變，例如：增加焊筋來增加零件的強(qiáng)度和剛度，從而防止變形，或者是在機(jī)械加工操作采取多次裝夾找正，或者是采取多次時(shí)效處理（可以采用自然時(shí)效、振動(dòng)時(shí)效儀或者是熱處理去應(yīng)力的方法）。在選用加工方案時(shí)，在確定加工方案合理的基礎(chǔ)上還需要考慮到降低操作難度、降低生產(chǎn)成本、縮短生產(chǎn)周期等問題，這些可以通過使用計(jì)算機(jī)建立數(shù)學(xué)模型來進(jìn)行分析，從而使工藝設(shè)計(jì)人員能夠更直觀、快捷的確定加工方案，從而大大簡(jiǎn)化了工藝設(shè)計(jì)的難度，提高了生產(chǎn)效率。

3 軋機(jī)機(jī)架的裝配

設(shè)備的裝配工作對(duì)于保證機(jī)床的精度同樣重要，尤其是大型機(jī)械設(shè)備更是需要良好的裝配，大型軋機(jī)機(jī)架裝配的重點(diǎn)和難點(diǎn)是軋機(jī)設(shè)備較為復(fù)雜、安裝精度要求較高、機(jī)架的尺寸較大且重量很重，需要使用吊車等進(jìn)行吊裝作業(yè)。對(duì)于軋機(jī)機(jī)架的裝配主要分為兩個(gè)部分，一個(gè)是在設(shè)備出廠之前需要在工廠進(jìn)行裝配，確保軋機(jī)在裝配完成后能夠達(dá)到精度要求，而另一個(gè)則是在鋼鐵廠進(jìn)行現(xiàn)場(chǎng)安裝，同時(shí)裝配工藝應(yīng)當(dāng)軋機(jī)機(jī)架在工廠中的加工精度和在裝配現(xiàn)場(chǎng)中的實(shí)際需要進(jìn)行靈活確定，由于軋機(jī)的重量很重，因此對(duì)于軋機(jī)的地基要求很重要，在進(jìn)行裝配之前需要對(duì)裝機(jī)場(chǎng)地進(jìn)行重量預(yù)壓，從而確保場(chǎng)地滿足裝配需要，不會(huì)出現(xiàn)沉降，同時(shí)根據(jù)沉降檢測(cè)記錄確定相應(yīng)的裝配工裝，工裝需要具有足夠的剛度，確保吊裝工作中不會(huì)出現(xiàn)變形等影響吊裝正常進(jìn)行，在保證工裝具有良好的剛性的同時(shí)還需要保證工裝具有良好的穩(wěn)定性和易調(diào)節(jié)性，對(duì)于裝配精度的設(shè)置應(yīng)當(dāng)比設(shè)備的的基礎(chǔ)零件的安裝精度和整機(jī)的安裝精度高一個(gè)精度等級(jí)，同時(shí)需要選用合適的測(cè)量工具，在裝配過程中使用測(cè)量工具進(jìn)行檢測(cè)時(shí)需要充分考慮測(cè)量器具應(yīng)當(dāng)不受環(huán)境影響，從而對(duì)測(cè)量的數(shù)據(jù)產(chǎn)生一定的影響，同時(shí)在裝配過程中進(jìn)行必要的功能部件的試驗(yàn)。

4 軋機(jī)機(jī)架的修復(fù)

軋機(jī)工作時(shí)環(huán)境惡劣，在工作過程中，軋制冷卻水遇到紅灼的鋼坯迅速霧化，夾帶著從鋼坯表面脫落的氧化鐵粉末向四周噴射，軋輥通過軸承座對(duì)機(jī)架牌坊造成較大的沖擊，使軋機(jī)機(jī)架牌坊內(nèi)側(cè)窗口面、機(jī)架牌坊底面等均出現(xiàn)不同程度的腐蝕磨損，使軋機(jī)機(jī)架與軋輥軸承座間隙難以有效控制管理，時(shí)常出現(xiàn)軋機(jī)機(jī)架與軋輥軸承座間隙超過管理極限值現(xiàn)象。軋機(jī)牌坊間隙增大惡化了軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的工作條件，使主傳動(dòng)振動(dòng)沖擊大，鋼錠咬入時(shí)容易發(fā)生打滑，影響到板形的控制，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量造成很大影響。隨著科技的發(fā)展可采用高分子復(fù)合材料來解決軋機(jī)牌坊磨損，其中以福世藍(lán)金屬修復(fù)材料應(yīng)用效果最佳。高分子復(fù)合修復(fù)材料具備優(yōu)越的粘著力，可以牢固附著在金屬基材表面，長(zhǎng)期工作而不會(huì)脫落；產(chǎn)品自身具有極高的抗壓強(qiáng)度，即使在高達(dá)1900噸的軋制力作用下，材料也不會(huì)損壞；獨(dú)特的高分子結(jié)構(gòu)賦予材料良好的抗沖擊性能，可以吸收軸承座對(duì)牌坊的沖擊，避免了磨損的產(chǎn)生；同時(shí)產(chǎn)品具有良好的耐腐蝕性能，可使牌坊表面免受冷卻水的侵蝕。采用修復(fù)材料材料修復(fù)軋機(jī)牌坊磨損，不用去除材料，不影響牌坊整體強(qiáng)度和剛度，更無補(bǔ)焊熱應(yīng)力造成的變形，為企業(yè)很好的解決了多年無法解決的問題。

5 結(jié)束語

我國(guó)通過自主開發(fā)大型板材軋機(jī)的制造工藝的研究，現(xiàn)今已經(jīng)掌握了大型軋機(jī)機(jī)架的全部制造工藝，從而為我國(guó)下一步獨(dú)立建制大型軋機(jī)打下良好的基礎(chǔ)，在自行建制的基礎(chǔ)上可以有效的降低生產(chǎn)線的建造成本，通過統(tǒng)計(jì)，自行建造的費(fèi)用能夠降低約15%的成本，同時(shí)通過對(duì)建造完成后的軋機(jī)進(jìn)行試車檢驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了軋機(jī)的各項(xiàng)指標(biāo)達(dá)到并超過原先預(yù)期。

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