矯正機(jī)骨架密封安裝工藝研究

李星星

（太原重工股份有限公司，山西 太原 030024）

0 引言

支承輥裝配為矯正機(jī)的核心部件，其裝配精度和工作狀態(tài)直接影響工作輥的運(yùn)行狀態(tài)及矯直機(jī)的整體精度，經(jīng)數(shù)據(jù)分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，支承輥軸承潤(rùn)滑系統(tǒng)的效果直接影響到其使用周期及矯直精度，支承輥軸承處為旋轉(zhuǎn)密封，通過透蓋上的骨架密封來達(dá)到其密封效果，因此制定正確的骨架密封裝配工藝是保證密封效果的重要保證[1]。1 臺(tái)矯直機(jī)有數(shù)量眾多的支撐輥，其軸承蓋骨架密封的安裝直接影響后期支撐輥軸承潤(rùn)滑效果，如發(fā)現(xiàn)骨架密封損壞無法保證壓力，則需將軸承拆下來才能更換內(nèi)側(cè)骨架密封，由于此處軸承多為緊配合，拆卸軸承需專用工裝且費(fèi)時(shí)費(fèi)力，現(xiàn)有的裝配方法是找一個(gè)1/6 圓弧片，通過來回繞一周錘擊的方式將骨架密封壓入軸承蓋，此方法工作效率低，且骨架密封的骨架極容易收到不均勻的錘擊力而影響密封效果，嚴(yán)重的可能導(dǎo)致報(bào)廢，無法使用。查閱相關(guān)資料發(fā)現(xiàn)，骨架密封的安裝只有注意事項(xiàng)，沒有成熟完整的工裝可供參考，骨架密封裝配時(shí)只能通過壓緊力緩慢裝配到位，不能使用錘擊力進(jìn)行裝配，因此需要設(shè)計(jì)一套簡(jiǎn)易工裝，既能保證裝配精度，又能提高裝配效率，提高產(chǎn)品合格率。

1 支承輥結(jié)構(gòu)及功能

1.1 矯正機(jī)概述

板材矯平是板材軋鋼生成流程的重要工藝過程，根據(jù)不同工藝特性的板材對(duì)應(yīng)有不同種類的矯直機(jī)，包括預(yù)矯正機(jī)、熱矯正機(jī)、溫矯正機(jī)、冷矯正機(jī)等，矯正機(jī)的工作原理是通過電機(jī)減速機(jī)帶動(dòng)平行交錯(cuò)的上下兩排矯直輥旋轉(zhuǎn)，對(duì)鋼板進(jìn)行反復(fù)的交替塑性變形，使鋼板達(dá)到預(yù)定的平整度及消除應(yīng)力的作用。輥系（如圖1 所示）如作為矯正機(jī)的核心部件，對(duì)最終的矯直效果有決定性作用，因此輥系的精度直接決定了整個(gè)矯正機(jī)的設(shè)備精度，支承輥?zhàn)鳛檩佅档暮诵牟考錂C(jī)械性能、裝配精度及工作狀態(tài)直接決定了輥系工作輥的精度及整個(gè)輥系的使用狀態(tài)，因此制定合理的支承輥裝配工藝是影響整個(gè)輥系正常運(yùn)行的前提。

圖1 上輥系裝配圖（單位：mm）

1.2 支承輥部件及骨架密封主要結(jié)構(gòu)及功能

支承輥部件（如圖2 所示）主要由支承輥、支承輥軸承座、軸承、透蓋、骨架密封等零件組成，支承輥為被動(dòng)旋轉(zhuǎn)零件，主要由工作輥帶動(dòng)其轉(zhuǎn)動(dòng)，并將工作輥傳遞的載荷通過軸承座均勻的傳遞到機(jī)架底面上，確保工作輥工作裝配平穩(wěn)。支承輥在工作狀態(tài)下需承受高載荷、高溫、高沖擊等惡劣工況，因此軸承部位需潤(rùn)滑充分，保證支承輥部位轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，支承輥透蓋處通過骨架密封確保潤(rùn)滑壓力，骨架密封的裝配精度及密封效果直接影響支承輥的運(yùn)行狀態(tài)。

圖2 支承裝配圖及放大視圖（單位：mm）

支承輥部件的裝配順序首先需要將骨架密封壓入透蓋中，將透蓋套入支承輥兩端，然后熱裝軸承裝入支撐輥軸頭處，將帶有軸承的支承輥依次軸線豎直吊裝入軸承座中，將零一側(cè)軸承座吊裝入支承輥軸頭另一端，調(diào)整檢測(cè)精度后，將螺栓把緊（如圖3所示）。

圖3 支承輥部件的裝配

2 裝配難點(diǎn)及現(xiàn)有裝配方案

2.1 裝配難點(diǎn)及控制要求

現(xiàn)矯正機(jī)采用的骨架密封為DIN3760 標(biāo)準(zhǔn)系列密封（圖4 所示），內(nèi)襯由鋼制骨架支撐，外層包裹特殊橡膠材料，唇邊為具有彈性的橡膠壓在支承輥的軸頭外圓處，確保裝配后再軸頭旋轉(zhuǎn)過程中密封良好。

圖4 DIN3760 骨架密封

由于骨架密封的外圈與透蓋將配合比較緊，因此在將骨架密封壓入透蓋對(duì)應(yīng)止口過程中需施加較大的外力作用，才可以使密封裝配到位，但是力度過大容易使密封骨架發(fā)生變形而影響密封效果，且發(fā)生變形的骨架不容易在裝配時(shí)發(fā)現(xiàn)，等到整個(gè)部件裝配完成試壓時(shí)才能夠發(fā)現(xiàn)密封已經(jīng)損害，此時(shí)需要將熱裝軸承全部拔下來才能更換新的骨架密封，熱裝軸承在拆卸二次重裝時(shí)已經(jīng)破壞其原有的精度，無法完全復(fù)原到原來的狀態(tài)，在一定程度上有使用壽命縮短的風(fēng)險(xiǎn)，由此帶來的工期延誤及費(fèi)用損失非常嚴(yán)重[2]。

2.2 傳統(tǒng)裝配方案及弊端

傳統(tǒng)裝配方法是通過自制的圓弧片將骨架密封通過錘擊的方式敲入對(duì)應(yīng)止口處（圖5 所示）。首先制作簡(jiǎn)易弧度圓片，此圓片圓弧段作用于骨架密封凹槽處，通過錘擊圓片端面對(duì)骨架密封進(jìn)行壓緊。錘擊的裝配方式為局部對(duì)骨架密封圈進(jìn)行壓緊，容易導(dǎo)致骨架密封支受力不均勻而產(chǎn)生變形，影響密封效果，且難以發(fā)現(xiàn)。由于骨架密封外圈與透蓋的配合較緊，需使用較大力量才可以壓緊密封圈，1 臺(tái)矯正機(jī)的骨架密封油上百件，因此傳統(tǒng)的裝配方法不但裝配損壞風(fēng)險(xiǎn)大，而且裝配效率低，并要求有一定熟練程度的工人才可以進(jìn)行操作。

圖5 傳統(tǒng)骨架密封裝配方法

3 工藝攻關(guān)技術(shù)方案

通過統(tǒng)計(jì)近五年內(nèi)矯正機(jī)的骨架密封及透蓋的尺寸規(guī)格，發(fā)現(xiàn)骨架密封主要采用DIN3760 軸密封AS200*230*15；及DIN3760 軸密封AS170*200*15，這兩種規(guī)格其可以占到所有骨架密封的80%以上（合作制造的除外），因此指定的裝配工藝方案應(yīng)具有普遍適用性，降低生產(chǎn)成本。查閱相關(guān)的資料文獻(xiàn)，確認(rèn)骨架密封的裝配需保證骨架支撐架均勻受力，并緩慢的施加壓力將密封壓入透蓋中，不可采用不可控的沖擊力進(jìn)行安裝，綜合分析以上結(jié)論，我們確認(rèn)可以通過設(shè)計(jì)一種通用性較好的工裝，將骨架密封均勻壓入透蓋止口中，并且在壓入過程中需均勻緩慢的受力，并且操作過程需能裸眼監(jiān)控，留有相應(yīng)的觀察孔。工裝應(yīng)該簡(jiǎn)單便捷并且保證非熟練工人可以在沒人指導(dǎo)情況下獨(dú)立操作，裝配的效率要高。

4 工裝設(shè)計(jì)

4.1 工裝設(shè)計(jì)原理及介紹（圖6 所示）

圖6 工裝設(shè)計(jì)圖

序號(hào)1 手柄與序號(hào)2 壓桿組成1 套四連桿機(jī)構(gòu)，分析計(jì)算壓桿與手柄的運(yùn)動(dòng)軌跡，確定其四連桿的有效長(zhǎng)度，序號(hào)8 透蓋通過底面與框架底座貼合，通過調(diào)整頂絲塊5 的長(zhǎng)度（3 處）保證透蓋中心線與壓蓋重合，序號(hào)6 定向?qū)子糜诙ㄎ还羌苊芊庵行呐c透蓋中心重合，其內(nèi)側(cè)止口與透蓋止口對(duì)應(yīng)同心且配合，序號(hào)4 壓蓋通過壓骨架密封支撐架槽底將密封緩緩均勻壓入透蓋中，且壓蓋上留有觀察口，可以觀察骨架密封的裝配過程中的狀態(tài)，而且起到減重的目的。

4.2 工裝使用方法介紹（如圖7 所示）

圖7 工裝使用方法圖

裝配前準(zhǔn)備：將透蓋、定向?qū)住⒐羌苊芊庖来畏旁陬A(yù)定位置。將定向?qū)淄ㄟ^止口配合裝入透蓋對(duì)應(yīng)止口處。將骨架密封放入定向?qū)變?nèi)孔處（骨架密封外圓處需涂抹油脂）。將透蓋平推入框架內(nèi)，通過調(diào)整頂絲塊的位置，保證骨架密封中心與透蓋中心重合，并鎖緊頂絲螺母（頂絲塊的位置只需首件調(diào)整，后續(xù)透蓋直接放置與首件調(diào)整好的頂絲塊處即可）。通過手柄緩慢將壓蓋端面壓入骨架密封內(nèi)凹槽內(nèi)。繼續(xù)緩慢壓手柄，將骨架密封壓到透蓋對(duì)應(yīng)止口處，并在壓緊過程中不斷觀察其壓入情況。

5 關(guān)鍵技術(shù)及創(chuàng)新點(diǎn)

1）定位方式可以保證不同規(guī)格的透蓋進(jìn)行骨架密封的安裝，通過調(diào)整相應(yīng)頂絲即可。

2）壓蓋頂部留有觀察口，既起到觀察裝配情況，也可起到減輕質(zhì)量的作用.

3）動(dòng)力機(jī)構(gòu)為傳統(tǒng)的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可靠穩(wěn)定。

4）通過制作3 套左右壓蓋與定向?qū)讉浼纯蓾M足90%左右矯正機(jī)的使用裝配（合作制造的除外）。

5）壓蓋對(duì)骨架密封的壓力均勻且平衡，防止了骨架密封的變形，保證了裝配質(zhì)量要求，通用性強(qiáng)。

6）機(jī)械結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易操作，且效率高，降低勞動(dòng)強(qiáng)度。