BD2粗軋機機械設備的優化改造

蔣少東

（河鋼邯鋼大型軋鋼廠，河北 邯鄲 056015）

BD2軋機機械設備主要包括軋輥機械傳動系統、前后工作輥道、前后推床、前后橫移鏈機、前后鉗式翻鋼機等，具有結構復雜、負荷大、沖擊大、動作多、聯鎖和控制精度要求高等特點。隨著生產線投產后，BD2軋機機械的缺陷對生產的影響越來越明顯，翻鋼機夾送輥掉落和凸輪卡死、工作輥道斷軸和軸承座開裂、壓下系統防軋卡缸脫落等機械事故時有發生。為解決以上問題，結合生產工藝實際和BD2設備機械結構，對BD2軋機區域機械設備進行優化創新，解決了機械上存在的問題。

1 BD2軋機機列結構優化

BD2軋機主機列機械包括軋輥驅動傳動機械、軋輥壓下系統、軋輥鎖緊系統等。

（1） 壓下系統銅墊板增加固定螺栓。BD2軋機中的電動壓下裝置采用全自動控制，由液壓平衡裝置配合快速調整輥縫，精確定位。一臺變頻電機通過兩臺蝸輪蝸桿減速機驅動兩個壓下絲桿，壓下絲桿通過銅墊板和防軋卡缸壓緊上軋輥的傳動和操作側，以調節上軋輥位置。

在生產過程中，由于軋件的擠壓及沖擊作用，發生了壓下絲桿與銅墊板間螺栓切斷事故，維修時空間狹小，維修困難，浪費大量的時間與人力。通過現場設備解體檢修，發現原設計聯結絲桿與銅墊板的，只有1條M42x100螺栓，強度不夠、定位不準，滿足不了使用要求。

（2）BD2軋機接軸托架增加墊塊調平軸套。接軸托架用于軋機換輥時支撐萬向聯軸器。上下軋輥接軸托架的升降分別靠各自的液壓缸驅動。換輥時，分別把上下托架運動至萬向聯軸器的軋輥側端部，并支撐好萬向聯軸器，換輥完畢，再將托架與萬向聯軸器完全分離[1]。

結構改進前，接軸托架抬起萬向軸時，不能保證輥端軸套中心線水平，抽輥后，輥端軸套容易翹頭，迫使裝輥時使用天車吊起萬向軸來調平輥端軸套，費時費力。

托架托起萬向軸時，支撐點在托架上，而被支撐的支點分別是萬向軸的法蘭和輥端軸套。分析萬向軸及其輥端軸套以及與之接觸的托架結構，發現原設計的托架兩處支點位于同一水平位置，沒有考慮萬向軸法蘭與輥端軸套受支撐點處的徑向尺寸不同，以致輥端軸套被抬起后，軸線不能保持水平。基于以上原因，查閱圖紙并計算出法蘭與輥端軸套受支撐處的徑向尺寸的差異為25mm，在小徑向尺寸的法蘭支點處，各焊接一個厚度為25mm、大小為100＊50鐵塊。

（3）壓下絲桿O型油封的快速更換。BD2軋機中電動壓下系統中，壓下絲桿與銅螺母是稀油潤滑，在軋制過程中，因振動和沖擊作用，銅螺母與軋機本體存在微小的相對運動，且油封周期性老化，需定期進行更換，在備件更換過程中，原來需要將整個壓下系統拆卸下來進行更換。工作難度大、強度大。發明一種油封快速更換法，有效的解決了更換難度大的問題。具體如下：①上軋輥箱與電動壓下絲桿同時上升到滿足拆卸空間的位置。②將固定壓下絲桿銅螺母的兩個防轉楔塊拆卸下來。③保持電動壓下絲桿自身不轉動，手動操作軋輥平衡梁液壓缸下降，利用壓下銅螺母與絲桿自重，使絲桿與螺母同時下降到離開牌坊后合適的位置，露出油封后進行更換。④裝配過程與拆卸過程相反。

2 BD2鉗式翻鋼機機械結構優化

為配合 BD2軋機軋制，BD2前后鉗式翻鋼機用于對軋件進行翻轉90°，當不需要翻轉時，翻鋼機橫移離開軋線。鉗式翻鋼機相當于機械手，結構包括橫移小車、夾緊裝置、翻轉步進梁、橫梁軌道等，動作多，受軋件狀況影響大，控制精度要求高。

（1）BD2翻鋼機夾送輥輥軸結構優化。夾緊裝置由驅動油缸、翻轉臂、上下夾送輥等組成，油缸的伸縮帶動翻轉臂的上下夾送輥輥上下相向或相背運動，實現夾送輥夾鋼動作的開閉。上下夾送輥分別安裝在翻轉臂內部軌道的兩個小車上，原始設計的夾送輥的固定方式所示，是通過輥軸末端栽入小車相應孔內后，周圍滿焊來實現聯結的。

（2）翻鋼機凸輪增設張口導向。鉗式翻鋼機通過翻轉裝置在兩個凸輪之間旋轉來實現翻鋼動作，凸輪安裝在橫移小車上，翻轉裝置本體邊緣緊鄰凸輪。在軋制過程中，翻轉裝置的旋轉角度是依靠液壓缸位移傳感器來控制的，由于使用時會產生累積誤差，翻轉裝置的待鋼位置會發生變化，由于翻轉裝置與凸輪在待鋼位置時處于剛好咬合接觸狀態，因此，位置的變化，很容易造成翻轉裝置與凸輪的干涉碰撞現象，從而導致凸輪脫落事故為了避免上述事故的發生，在兩個凸輪的入口處張口朝外各增加焊接一塊20＊120＊200的鋼板，作為翻轉裝置咬入凸輪范圍時的導向，就可以避免翻轉裝置與凸輪的碰撞。

3 BD2工作輥道軸承座、萬向軸優化

（1）BD2工作輥道萬向軸改進。BD2工作輥道萬向軸原設計里，中間有一個彈性梅花聯軸器。由于BD2軋機前后沖擊力較大，彈性梅花聯軸器徑向竄動大、卡板單薄，使得萬向軸經常從梅花聯軸器處脫落，平均每周都會發生此類事故，每次事故處理都需要2個小時左右，嚴重影響生產。

經過詳細尺寸計算后，在保證安裝尺寸和使用強度不改變的的情況下，去掉彈性梅花聯軸器，將萬向軸花鍵連接加長120mm。結構改進后技術參數如下：①回轉直徑：225mm；②法蘭直徑：225mmm；③最大扭矩：42KN.m；④疲勞扭矩：21KN.m；⑤節點傾角：14.5°；⑥伸縮量：140mm。

（2）BD2工作輥道軸承座結構優化。BD2軋機前后各六個工作輥道，在軋制過程中，由于軋件栽頭沖擊以及翻鋼時對輥身的撞擊，容易導致軸承座發生裂縫、開焊等事故，工作輥道的更換因受安裝在其上部的推床的空間影響，更換非常困難。為了盡量避免軸承座裂縫、開焊等事故的發生，經過對現場情況勘查，分析軸承座圖紙，對軸承座結構進行了改進。一是將焊接式結構改為整體式結構，避免軸承座座身與座底聯結開焊現象。二是將軸承座的寬度適當加大，不會影響安裝和使用，增強其抗沖擊能力。

4 結語

通過優化壓下銅墊板固定方式、托架加焊墊塊調平主萬向軸等措施，保障了軋機壓下系統機械設備運行的穩定性、完善了軋機換輥功能。同時，油封快速更換法，優化了軋機機械設備維護方法。工作輥道軸承座、萬向軸的結構改進，增強了抗沖擊能力，減少了軸承座開裂、萬向軸脫落等機械事故。