1580線E2軋機機架輥改進實踐

李朝全，趙久長，王忠朋，張成斌，馮國會，陳民

（鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司，遼寧 營口 115007）

鞍鋼股份有限公司鲅魚圈鋼鐵分公司1580線E2立輥軋機由2臺交流立式主傳動電機通過圓柱齒輪、十字頭萬向接軸傳動2個工作輥，并與R2水平軋機一起將R1粗軋后的板坯經多道次軋制，軋制成厚 32～55 mm（不銹鋼 20～40 mm）的中間坯。軋機前后各設有一根機架輥，輥子規格為Φ450 mm×1 580 mm。

E2軋機機架輥普遍存在壽命短的問題，其主要原因是E2軋機機架輥轉速快、環境溫度高，且一直處于E2入口、出口反噴高壓水集管、R2上、下除鱗高壓水集管、軋輥輥身冷卻水的噴射范圍，大量高壓水、冷卻水夾雜細微氧化鐵屑進入機架輥軸承座，導致機架輥軸承座潤滑不良，頻繁損壞。改進前機架輥平均使用壽命為4個月，每根機架輥修復費用為3萬元，機架輥損壞一次將導致全線停產6 h，故改進機架輥提高其使用壽命具有重要意義。

1 改進思路

提高E2軋機機架輥壽命的關鍵是加強機架輥軸承座潤滑、防止水汽進入軸承座，故在原有集中干油潤滑的基礎上增加了獨立潤滑系統，時刻保證軸承座干油充足，且利用潤滑脂加強軸承座的密封作用，防止水或其他灰塵、雜質浸入摩擦副，在機架輥軸承座兩側設計了擋水裝置，盡量減少水汽進入軸承座。

2 改進措施

2.1 獨立潤滑系統設計

2.1.1 潤滑脂消耗量的計算

E2機架輥轉速為240 r/min，軸承型號為24148CC/W33/C3的雙列圓柱滾動軸承，每個軸承座潤滑脂的消耗定額Q［1］為：

式中，Q為軸承座潤滑脂需求量，mL/班，每班為8 h；D為軸孔直徑，cm；N為軸承系數，單列軸承N=2.5，雙列軸承N=5；K1為速度對潤滑脂消耗量的影響系數，見表1；K2為工況條件對潤滑脂消耗量的影響系數，見表2所示。

表1 系數K1的值

表2 系數K2的值

2.1.2 選擇分配器

為保證流量充足，避免水汽進入軸承座，將供油時間定為1 h給油1次，每班給油次數8次，各潤滑點每次給油量為q=Q/n=35.81/8=4.48 mL，故選用每口每循環最大給油量5 mL的VS-54分配器。

2.1.3 干油泵的選擇和改進

通過計算分配器損失脂量、換向閥損失脂量、系統管路內油脂的壓縮量，得出系統需要總流量為30.25 mL/min；通過計算主油管和給油管壓力損失、分配器所需給油壓力，得出系統需要工作壓力為9.57 MPa。由于現場有剩余的HA-Ⅲ3-200/100L/PA/DK-A干油泵，公稱流量為200 mL/min，公稱壓力為40 MPa，故選擇該泵。

為實現一泵多用，完全滿足現場生產需求，適當改進了該干油泵。改進后的干油泵設有手動和自動兩種工作模式。手動工作模式用于平時檢修時手動給軋機零部件打油；自動工作模式用于日常E2機架輥打油，平均每1 h自動打油1次。自動打油時,當系統壓力大于12 MPa時換向閥自動換向，當壓力再次大于12 MPa時完成一個周期打油停泵，1 h后再次循環以上步驟；當系統運行時間超過15 min仍未完成一個周期打油，則發出聲光報警并停止干油泵；當油位過低時，加油電磁閥得電泵自動加油，油位過高時加油電磁閥失電，自動停止加油，干油系統工作原理如圖1所示。

2.1.4 供油管路的設計和計算

根據系統實際工作壓力和管壁厚度計算公式δ≥Pd/2［σ］，確定分配器主管為Φ18 mm×3.5mm；沿程損失后到達分配器壓力為5 MPa，故選擇Φ8 mm×1.5 mm的銅管。由于其中2條支管處于高壓水噴射范圍，故在其外部加裝高壓水防護管，獨立潤滑系統管路如圖2所示。

2.2 機架輥軸承座改進

改進機架輥的兩個軸承座，在每個軸承座原供油孔A點的對稱位置B點新增一個供油孔以滿足與獨立潤滑系統連接，供油孔軸向通孔為Φ11.8 mm，內側G1/4×12用絲堵封堵，外側 G1/4×12與獨立潤滑系統干油管連接；供油孔徑向通孔為Φ19 mm，底部G1/2×14用絲堵封堵。該供油孔大小足以滿足獨立潤滑系統的供油要求，供油孔剖視圖為A-A剖，如圖3所示。采用此方法，時間長了會有過量的干油沿軸承座兩側溢出，故在每個軸承座兩側安裝兩個接油盒，每周利用檢修時間清理1次。

2.3 設計擋水裝置

設計機架輥擋水裝置，盡量減少水汽進入機架輥軸承座。該擋水裝置厚度為3 mm，材質為不銹鋼。為了便于安裝，擋水裝置采用兩個半圓環結構設計，中間通過螺栓和密封膠皮鏈接，然后焊接在軸承座上。機架輥擋水裝置如圖4所示。

3 改進效果

E2立輥軋機共有2根機架輥，改進前每次檢修都需手動打油一次，但機架輥平均使用壽命仍然只有4個月，且損壞原因都是軸承進水導致潤滑不良、軸承斷裂。改進后避免了因高壓水、冷卻水沖刷導致的軸承潤滑不良問題，從未出現軸承損壞現象，機架輥使用壽命均超過12個月，是原有壽命的3倍。2根機架輥4個軸承座每年多消耗干油為：

則干油重量為143.55 kg，按照每千克12.85元計算，每年多消耗干油金額為：

每根機架輥修復一次費用為3萬元，因此每年節約備件創造的效益為：

式中，a為 2根機架輥；b為修復費用3萬元；c為改進前每年消耗3根機架輥，d為改進后每年消耗1根機架輥。

機架輥損壞一次將產生6 h事故時間，按照每小時生產480 t鋼，每噸鋼按100元效益計算，減少事故時間創造的效益為：

年創造效益共計為：

4 結論

（1）E2軋機機架輥長期處于高壓水、冷卻水的噴射范圍，工作狀況惡劣，需要設計、安裝擋水裝置。

（2）原集中給脂潤滑無法滿足E2機架輥運行要求，需要新增一套獨立潤滑系統。

（3）時刻保證E2機架輥軸承座干油充足，能有效防止高壓水、冷卻水進入軸承座，大大延長軸承使用壽命。

（4）對E2軋機機架輥改進后，軋機機架輥平均使用壽命比原有壽命提高了2倍，年創效益超過百萬元。

［1］ 成大先，機械設計手冊，第三版第2卷［M］.化學工業出版社，1994.