熱處理噴淋淬火機床改造

申明付，韓兆舉，張朝陽，郭杰

（1.中信重工機械股份有限公司，河南洛陽471003；2.洛陽中重設備工程工具有限責任公司，河南洛陽471003）

熱處理噴淋淬火機床改造

申明付1，韓兆舉1，張朝陽2，郭杰2

（1.中信重工機械股份有限公司，河南洛陽471003；2.洛陽中重設備工程工具有限責任公司，河南洛陽471003）

軋鋼機的關鍵部件大型支承輥的生產和廢舊支承輥修復的關鍵工序是表面淬火，針對淬火機床在冷態試車過程中出現主驅動減速器抱死，機床輔助托輥裝置小托輥不跟隨大托輥轉動且發出異聲等問題實施技術改造，改造后機床實現一機多用，提高了設備利用效率。

表面淬火；支承輥；噴淋淬火；改造

0 引言

大型支承輥是鋼鐵企業軋鋼機的關鍵部件，長期以來該產品市場被國外企業壟斷。中信重工機械股份有限公司依托18 500 t自由鍛造油壓機為核心的重型裝備制造體系和強大的技術專家團隊、工人創客團隊，通過開展專項科研開發，在大型支承輥領域取得突破性成果。目前已能生產Cr3，Cr4，Cr5系列支承輥，具備年產20～24根3500 mm以上大型軋機支承輥的能力。

在大型支承輥修復領域，從診斷、修復、過程控制、材料選擇、工藝設計、失效分析的全流程堆焊修復再制造新技術，提高了支承輥修復效率和使用壽命，再制造產品可達到或者超過新輥使用壽命，軋制運行成本降低。

大型支承輥的生產和廢舊支承輥修復的關鍵工序是表面淬火，表面淬火工序需要使用特殊的熱處理裝備—噴淋淬火機床（圖1）來完成。

臥式噴淋淬火機床的主要功能是對大型軸類工件進行表面淬火處理，原設計加工能力為最大承重300 t，最大淬火直徑2400 mm，最小淬火直徑800 mm，淬火工件總長4000～13 000 mm。

1 存在的問題

2014年10月，南

陽漢冶特鋼3800 mm（168.4 t）、3500 mm（130.5 t）軋輥項目，表面淬火工序在該機床上進行，在進行冷態試車過程中發現主驅動減速器抱死，機床輔助托輥裝置小托輥不跟隨大托輥轉動且發出異聲，拆解檢查發現減速器輸入軸軸承嚴重損壞，輸入軸彎曲，二級擺線針輪盤斷裂，小托輥內部銅套嚴重研傷。

2 原因分析

通過對原有輔助托輥及銅套進行測繪，最終判斷為機床原有輔助托輥裝置中銅套與托輥軸之間配合間隙過小，未考慮熱加工過程中機床部件會隨溫度升高而膨脹的因素。

主驅動減速器抱死，減速器輸入軸軸承嚴重損壞，輸入軸彎曲，二級擺線針輪盤斷裂等問題，判斷為設計選用的電機、減速器及傳動系統功率達不到承重300 t要求，經計算驗證了該判斷。

3 改造方案

3.1 重新確定銅套與輔助托輥軸的間隙

最終確定銅套與輔助托輥之間選用較小過盈量（0.005～0.015 mm），銅套與輔助托輥軸間選用大間隙（0.45～0.5 mm），以克服因溫升膨脹產生的影響。

3.2 改造實施步驟

由于該設備屬大型稀有特種熱加工設備，在該領域內可以參考借鑒的經驗極少。根據設備存在的問題及前期維修過程中積累的經驗，確定改造實施步驟。

（1）研究該大型臥式噴淋淬火機床的傳動系統原理圖。根據機床的設計原理，計算校核及分析。

（2）根據機床使用過程中出現問題及計算結果，對噴淋淬火機床進行改造，優化傳動系統，使機床安裝布局更合理。

（3）采用CAD/CAM計算機輔助設計方法，繪制機床3D系統模型。完善并繪制生產圖紙，進行改造部件的生產加工。

（4）對過程和結果進行整理分析，總結改造經驗。

4 改造實施過程

（1）拆解機床原有結構并準確測繪，確保改造后新加工零件與原有零部件連接結構的通用性。

（2）運用CAD/CAM計算機輔助設計的方法，設計繪制出該機床的3D系統模型（圖2）。

（3）根據機床原有模型及測繪結果，確定改造方案：①將左邊托輥軸翻轉180°，重新設計制作兩邊的移動底板，減速器直接聯接固定在底板上，通過鏈輪與托輥軸連接，保證減速器能與托輥軸同步移動。②兩端軸承座中軸承增加一盤平面軸承，以承受軸向載荷。③改變托輥中間的小托輥位置，由1組變成2組，分布位置對稱中心，小托輥對稱中心的間距為1800 mm，以加強支承托輥的剛性。設計改造后的3D系統模型見圖3，并進行模擬實驗驗證。

圖1 噴淋淬火機床

5 改造效果

改造實施嚴格按照策劃方案及裝配工藝執行，改造完成后（圖4），該設備能滿足南陽漢冶3800中厚軋板機大型支承輥、江陰興澄特鋼4300軋機支承輥等數十根大型支承輥的表面淬火熱處理工藝要求，并順利完成了淬火工序（圖5）。

設備改造后不僅限于原設計的用于大型支承輥的表面淬火工藝，同時也能完成大型支承輥熱處理調質工藝，實現一機多用，提高了設備利用效率。

臥式噴淋淬火機床系統改造后，已完成了數十件支承輥的表面淬火和調質處理，質量全部合格。設備運行穩定，狀況良好。

圖2 噴淋淬火機床3D模型

圖3 改造后噴淋淬火機床3D模型

圖4 改造后的噴淋淬火機床

圖5 噴淋淬火機床淬火中

［1］張躍爭，申明付.重型裝備制造業設備管理探討［J］.中國設備工程，2015，（9）：54-56.

［2］申明付.重型數控龍門鏜銑床靜壓導軌修理改造［J］.設備管理與維修，2016，（4）：55-57.

〔編輯 李波〕

TG155.3

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10.16621/j.cnki.issn1001-0599.2017.02.30