單機架六輥可逆軋機卷取機外支撐優化設計

梁小田 黃小全 侯方洋 胡志輝

（中冶南方（新余）冷軋新材料技術有限公司，新余 338025）

中冶南方（新余）冷軋新材料技術有限公司單機架六輥可逆軋機為國內第一套生產高強鋼的國產化小輥徑軋機，主要產品為35W440及50W470牌號硅鋼。在生產運行過程中，存在入出口卷取張力波動大，卷取機軸頭周向跳動大的問題，直接影響軋機提速及卷取機卷筒軸的使用壽命。

1 機組主要參數及外支撐設計原始設計情況

機組主要參數的基本情況如表1所示。

表1 機組主要參數

卷取機外支撐為液壓擺臂式，半包圍結構，A、C點為固定點，外支撐通過液壓缸動作來支撐卷取機卷筒軸頭，外支撐卷取機軸頭外圓與轉向輥外圓切線相對水平線位置的夾角為29°，卷取機軸頭C的切點與轉向輥切點的連線（張力線）相對水平線位置的夾角為42°，如圖1所示。

圖1 舊外支撐布局圖

在生產狀態下，卷取機上鋼卷卷重持續變化，假設卷筒軸頭C點所受張力不變的情況下，根據受力的平行四邊形法則，當卷重逐漸減小時，C點所受帶鋼張力與卷重所受的合力的大小一直在變小、合力角度也在變小。

2 存在的問題

軋機2016年6月前后，軋機入出口卷筒軸出現3次斷裂事件，嚴重影響生產。用百分表對卷筒軸在建張生產中的周向跳動情況進行測量發現：建張180kN時，入口卷筒軸往機架拉動1.2mm，出口卷筒軸C點位置往機架拉動2.18mm，運行中卷筒軸周向跳動值波動都超過1mm，且肉眼能清晰的看見卷筒軸頭與外支撐相對位置變化。根據以上情況確定卷取機運行過程中周向跳動過大為軋機卷取機卷筒軸斷裂的一個主要原因。

3 整改方案

基于以上分析，軋機卷筒軸跳動過大造成卷筒軸承受較大的外力。在卷筒高速旋轉過程中，由于合力角a在逐漸減小，需將卷筒軸頭C點處受力加以平衡，以限制卷筒軸的跳動。具體方案如下：外支撐B點及卷筒軸C點位置保持不變，將外支撐對卷筒軸支撐的包角改大（C點卷筒軸軸頭位置），考慮AC間支撐臂動作時設備干涉情況，修改的包角必須小于42°，擬取41°，A點位置需相應做調整，如圖2所示。

圖2 新外支撐布局圖

具體優化措施：首先在41°角度線上，綜合其他因素，A點位置上移252.25mm，左移動177.32mm；其次相應更換新的外支撐臂和托塊；最后為保持整個外支撐機構在打開和閉合狀態下與改造前各桿件的相對角度不會有太大變化，相應增加了連桿的臂長；同理，相應增加液壓缸的伸出長度，并且使連桿機構的各個銷軸及其軸承等均利舊。

通過修改設計將外支撐塊與卷筒軸接觸弧長高度值增加了40mm，外支撐卷取機軸頭外圓與轉向輥外圓切線相對水平線位置的夾角由原來的29°增加至41°，包角增大了12°。

4 整改效果

在新支撐塊安裝調整到位后，再次在卷筒軸軸頭處檢測發現卷筒軸在建張最大時入口軸往機架拉動0.3mm，出口卷筒軸往機架拉動0.4mm，卷筒軸轉動時波動在0.1mm以內；卷筒軸運行過程的穩定性大大提高，軸的正常使用壽命將大大延長，且肉眼不能看見卷筒軸頭與外支撐的相對位置變化。

5 結語

外支撐措施后，單機架6輥可逆軋機卷取機軸頭跳動問題得到控制，軸頭周向跳動值由原來的1mm減少為0.1mm，卷取機運行的穩定性得到極大提高。