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1、2008 年第 4 期棒材短应力线轧机轧辊轴向窜动的分析与处理曾仙斌（棒线厂）摘 要 分析棒材短应力线轧机轧辊轴向窜动的原因， 介绍了对轧机结构形式进行的改进以及 效果。关键词 轧制 短应力线轧机 轧辊轴向窜动Analysis and Treatment for Axial Running of Roller ofShort Stress Path Rolling Mill for Steel BarZENG Xian-bin(Bar and Wire Rod Plant)Abstract The causes of roller axial running of short stress p
2、ath rolling mill for steel bar were analyzed, and the improvement for Mill structure and its effects were introduced.Key Words Rolling Short Stress Path Rolling Mill Roller Axial Running1前言柳钢棒线厂现有 2 条棒材生产线， 一棒精轧 机和二棒全线轧机均选用短应力线轧机。 在投产 初期经常出现因轧机轧辊轴向窜动而影响生产的 现象。短应力线轧机采用整体式换辊， 具有在线换 辊时间短的优点。 轧辊轴承座用 4 根
3、拉杆拉在一 起， 刚性较高， 稳定性好。 短应力线轧机装配件 少， 且采用自动机械手拆换轧辊， 装配省时， 劳 动效率高。 导卫梁高度可以调节， 安装方便。 但 轧辊易产生轴向窜动， 从而影响生产。2现状棒线厂所用短应力线轧机自投入运行以来， 基本上达到生产工艺要求， 但也时有各种故障发 生。 其中常见的有轧辊轴发生轴向窜动， 它直接 影响着产品质量， 同时对设备产生冲击， 影响设 备自身的精度。轴向窜动对产品质量及设备的危害： 存在轧 辊轴向窜动的轧机， 将导致轧辊孔型的轴向错 位， 孔型的轴向错位可使轧件产生弯曲、 扭转 或出现耳子等缺陷， 同时造成轧槽磨损不均， 轧 制不稳定， 甚至可导
4、致机架间堆钢事故。 如果在 成品机架发生窜辊， 其危害直接表现为成品出耳 子或尺寸偏差大； 如果轧辊的轴向窜动发生在精 轧机组的中间道次， 由于轧机为连续作业， 中间 道次的轧件偏差难以被发现， 这样一来由于料型 达不到要求， 经下一道次轧制， 其耳子将变为折 叠， 而且有局部孔型未充满。 上述缺陷的存在， 使轧制产品质量不能满足要求。 另外， 由于轧辊 的轴向窜动不仅影响到产品质量， 而且危及到设 备运转的稳定性和精度以及相应零部件的寿命。3 产生轴向窜动的原因分析（1）短应力线轧机的轴向调整机构是用螺栓 紧固在一起。 圆锥滚子轴承与轧辊是靠螺栓来固 定， 由于加工精度的影响和螺栓预紧力的不
5、均 匀， 在一定载荷的冲击下会产生一定的间隙。 从 以上几个方面分析来看， 传动轴在传动过程中产 生的轴向力是一定频率下的轴向振动所致， 而轧 件在轧制过程中使轧辊在轴向上也要产生一定频 率下的振动， 这两个力在一定的条件下就有可能 产生周期性振动。 其振动的结果必然产生一个较 大的轴向力作用于轧辊。 从前面的结构分析， 如心 -20(W Chi加 Acuduinic Jonrad Electronic Publishing. Hclisl, All rights reserved, http:30柳钢科技2008 年第 4 期果轧机使用一段时间后紧固螺栓的预紧力减小， 轴承磨损后游隙稍微加大
6、一点， 当振动频率相 接近时， 振动增强， 使得轴承及相关部件的弹 性变形也增加。 从而使轧辊轴向窜动加大， 当 窜动量达到一定极限时， 造成批量废品。（2）轧辊轴产 生轴向窜 动 的原 因，主要 是 由于高速旋转的轧辊轴在轧辊斜齿轮旋转啮合 时， 由于轧钢时轧制力矩的作用， 斜齿部分产 生一轴向力， 其轴向力的方向无论是上轧辊轴， 还是下辊轴， 都是由轧辊侧指向传动侧， 各机 架轴向力大小与各机架的轧制力矩、 斜齿的分 度圆直径及齿的螺旋角有关， 当轧机咬入轧件 时其轧辊轴在轴向力作用下有被推向传动侧的 趋势。（3）在轧制过程中过钢次数增加， 导板不断 磨损， 造成导板之间间隙变大， 轧槽的
7、不均匀 磨损 ， 轧件经过时 ， 也会左右摆动较为剧烈 ， 这就造成了轧制力不仅仅是径向力， 而且还有 一定的轴向力 （这个轴向力也是不稳定的）。4 整改方案（1）解决轧辊轴向窜动的方法， 一般所采用 的方法是： 对滚动轴承进行重新预紧， 其目的 是消除由于滚动轴承及相关零件磨损造成预紧 力降低的间隙， 而进行重新调整补偿， 从而使 滚动轴承实现轴向预紧。（2）为了防止和消除这种因周期振动引起的 轴向窜动， 可以在安装轴承时预先给予一定的 轴向载荷。（3）在上下轴承座之间做文章， 我的思路是 把上下轴承座设计成几个滑块， 通过滑块把上 下轴承座连成一个整体 ， 从而抑制轴向窜动 。 但其对加工
8、精度有较高的要求。5 轧辊轴承座的改造5.1 改造设计要求轴承座是保证轴承正常工作的关键部件 。 轧机轴承座与普通轴承座相比， 又有它的特殊 要求。（1） 对轴承座的调心要求。 轧辊轴承， 无论 是否调心轴承 ， 其轴承座都应具有调心性能 ， 因为在轧钢生产中常出现轧辊的倾斜现象 ， 是 一端被抬升， 一端被压下。 如果轴承座没有调 心作用， 那么会造成轴承边缘负荷， 那么就会 使仅少数几个滚动体的边缘受力很大。（2） 对轴承座的结构设计要求。 轴承座的刚 性不仅直接影响着轧机的刚性， 也影响着轴承 的寿命， 外力的作用点与轴承滚动体之受力分 布形态也有关。 轴承座的设计应尽可能避免集 中载荷
9、， 使力均匀到半数以上的滚动体上。5.2 轧机轴承座的改造改造前后轴承座的形状对比见图 1。a： 改造前的上轴承座b： 改造前的下轴承座c： 改造后的上轴承座d： 改造后的下轴承座图 1 改造前后轴承座的形状6结语改进前 ， 由于轧辊轴向窜动的无规律性 ， 导致生产光圆钢筋时调整难度大， 轧机能力得 不到充分发挥， 设备运行及产品质量得不到保 证。 每次生产光圆钢筋， 总要用 3 小时左右才 能生产出合格品， 在生产过程中又经常因轧辊 的轴向窜动而被迫终止生产来调整轧机 。 以生 产规格为22mm的光圆钢筋为例，以前班产能 达 650t 就很不错了， 并且产品容易出现椭圆度 大、 包边、 折叠等缺陷。 在改进短应力线轧机 后， 每次生产光圆钢筋， 轧机调整时间均不会 超过 15 分钟， 轧机运行平稳， 中途再也不会出 现因轧辊的轴向窜动而被迫终止生产的现象 ， 产量大幅提高。 现在生产光圆钢筋， 班产均能 达到1 OOOt以上，且产品质量也得到了改善， 经济效率得到了提高。?-20(Chinu Acudmnic Journal Ekctronic Fthlishing. Umisu, All rights reserved, http:Ba-
