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      六輥CVC冷連軋機中間輥竄輥故障分析及解決方法
      
          
      2025-01-06
      

          
      
              
      耀強　李連勝　劉聰  
      摘　要：本文主紹了六輥CVC軋機中間輥竄輥裝置的結構特點
      ，結合生產實踐中該裝置出現(xiàn)的止推軸承燒壞
      、竄輥連接不到位
      、液壓缸密封漏油問題
      ，提出合理的解決方案: 將軸承內套端部結構改為階梯式結構; 合理分配各零部件尺寸精度; 在端蓋內套的內
      、外側均分別安裝有密封和密封支架
      。改進后使用效果較好。
      0　前言
      邯鋼西區(qū)冷軋廠2080mm六輥CVC冷五連軋機是由德國SMS公司設計制造的
      ，CVC軋輥輥系為中間輥
      ，中間輥竄輥軸向竄動行程達±285mm，可以實現(xiàn)無級變化
      ，因而可以實現(xiàn)輥縫連續(xù)凸度調整控制的目的
      。中間輥竄輥裝置安裝在傳動側中間輥彎輥塊上
      ，由竄輥驅動裝置和竄輥連接裝置兩部分組成。竄輥驅動裝置是通過兩個內置位置編碼器的液壓缸實現(xiàn)中間輥的軸向竄動
      ，竄輥連接裝置是通過一個三位液壓缸來實現(xiàn)的
      。本文將針對該廠中間輥竄輥裝置經常出現(xiàn)的故障，從其結構及工作原理進行分析研究
      ，最終提出解決這些問題和故障的方案
      。
      1　竄輥裝置的結構
      1.1 竄輥驅動裝置
      竄輥驅動裝置主要由固定支架、同步橫梁
      、竄動液壓缸等組成
      。竄輥裝置是通過兩個帶位置編碼器的液壓缸實現(xiàn)中間輥的軸向竄動的。
      1.2 竄輥連接裝置
      為了連接中間輥與竄輥裝置
      ，實現(xiàn)中間輥的軸向運動
      ，竄輥系統(tǒng)設計有中間連接裝置。該裝置在竄輥時連接
      ，中間輥隨竄輥裝置一起動作
      。在需要換輥時，連接裝置打開
      ，從而可以將中間輥抽出
      ，實現(xiàn)中間輥與竄輥裝置的快速斷開與連接。
      竄輥連接裝置主要由三位油缸及其導桿部分
      、勾板
      、緩沖套、連接套筒
      、連接定位環(huán)部分
      、止推軸承座部分等組成，其結構如圖1所示
      。竄輥連接裝置是由一個三位液壓缸帶動連接塊軸向移動實現(xiàn)竄輥的三種連接位置
      ，這三種連接位置分別是換輥位(釋放位)、連接位(非軋制位)
      、軋制位
      。換輥位時，竄輥連接裝置連接抓手與中間輥脫開
      。連接位是換輥位和軋制位之間的過渡位
      ，軋制位時，連接勾板與緩沖套脫開
      。
      中間輥止推軸承為雙列圓錐止推軸承
      ，潤滑方式為稀油潤滑循環(huán)，安裝在軋機驅動側
      ，集成在CVC竄輥裝置中
        ?div   id="m50uktp"   class="box-center">  ？筛Z輥裝置軸向竄動，也可隨彎輥塊上下運動
        。該軸承承載中間輥所受到的全部軸向載荷
        。
      2　竄輥裝置出現(xiàn)的故障及其解決方案
      2.1 止推軸承燒壞的原因分析及改進
      中間輥止推軸承為雙列圓錐止推軸承，潤滑方式為稀油潤滑循環(huán)
        ，安裝在軋機驅動側
        ，集成在CVC竄輥系統(tǒng)中?div   id="jpandex"   class="focus-wrap mb20 cf">？筛Z輥裝置軸向竄動
      ，也可隨彎輥塊上下運動
      。該軸承承載中間輥所受到的全部軸向載荷
      。
      使用過程中，止推軸承出現(xiàn)了數(shù)次軸承損壞抱死事故
      。經解體檢查發(fā)現(xiàn)
      ，其內部實際結構存在缺陷，導致密封效果不佳
      ，軸承座進水情況嚴重
      。原竄輥裝置止推軸承座結構示圖如圖2所示。止推軸承座包括軸承箱
      、止推軸承
      、內套1、內套2
      、內套3
      、油封、O型圈及壓蓋等
      。經分析
      ，發(fā)現(xiàn)原軸承座裝置有以下缺陷: 在原設計中，內套2端部長度不夠
      ，不能完全壓住O型圈
      ，將導致密封效果不佳。同時
      ，為了使內套2盡可能多的壓住O型圈
      ，其端部設計為一段長約2.5mm 的凸緣，凸緣很薄(厚度0.5mm)
      ，此結構將導致如下問題:(1)在裝配過程中
      ，凸緣可能擠傷O型圈，造成O型圈損傷斷裂
        。(2)在裝配中
        ，凸緣需伸入止推軸承內圈中
        ，將可能與軸承內圈碰撞，導致凸緣崩裂
        ，殘渣進入軸承
        ，導致軸承損壞。
      為解決該問題
        ，我們將內套2端部結構設計為階梯式結構
        ，其第一臺階能夠完全壓住O型圈，改善密封效果; 同時
        ，階梯式的端部結構
        ，在裝配過程中不會擠傷O型圈，造成O型圈損壞斷裂; 其次
        ，階梯式的端部結構
        ，其厚度加厚，裝配后第二臺階搭在內套1的軸肩上
        ，不需伸入止推軸承內圈
        ，避免在安裝過程中的碰撞造成凸緣崩裂，損傷O型圈
        ，殘渣進入軸承
        。如圖3所示。
      改造其結構后
        ，為將各零部件裝配到位
        ，總體裝配關系尺寸保持不變，對內套1
        、2
        、3尺寸進行相應的修改，具體如下:
      (1)將內套1 裝軸承處軸肩尺寸加長
      ，從66.4mm 改為72.4mm
      ，螺紋段從60mm 縮為54mm，其他結構不變
      ，尺寸鏈上各尺寸相應做出更改
      。
      (2) 內套2將螺紋段從60mm 縮短為54mm，整體縮短6mm
      ，其他尺寸做相應改 變
      。
      (3)內套3將伸出段從32.5 mm 縮短為26.5mm，整體縮短6mm
      ，其他尺寸做相應改變
      。
      2.2 竄輥連接不到位的原因分析及改進
      為確保中間輥竄輥裝置穩(wěn)定無事故運行，需每年將竄輥止推軸承座解體檢查并更換密封，竄輥裝置結構非常緊湊
      ，若裝配精度不夠
      ，可能導致竄輥連接裝置連接不到位，即換輥后中間輥與竄輥裝置不能正常連接
      ，導致軋機不能開車
      。然而，由于對影響竄輥耦合裝置的關鍵裝配尺寸因素不明
      ，裝配精度不能確定
      ，導致裝配中具有一定的盲目性和偶然性。為解決這一問題
      ，我們對中間輥連接裝置結構進行分析
      ，得出在裝配中最終影響竄輥裝置連接的尺寸要素。
      如圖4所示
      ，中間輥裝入機架后
      ，通過內套3與中間輥軸肩定位，中間輥到達此位置后
        ，中間輥連接裝置動作將中間輥鎖住
        ，及圖4中的鎖緊銷鎖住輥頭。若鎖緊銷與輥頭無間隙
        ，存在較嚴重摩擦，則會導致鎖緊不到位
        ，即圖4中的中間輥軸肩到輥頭的距離L1小于L2 
        ，L2 =內套3+內套1+內套2+鎖緊銷的裝配距離，則會導致無法連接鎖緊
        。反之
        ，當L1＞L2時，可正常鎖緊
        。內套3
        、內套1、內套2
      、鎖緊銷各自的尺寸及公差范圍在零件圖中可查得
      ，L2的大小還由裝配間隙1和裝配間隙2決定，裝配間隙2在螺栓擰緊的情況下即可消除
      。裝配間隙1為內套1與內套2之間的間隙
      ，內套1與內套2為螺紋連接，此間隙在裝配中不能完全消除
      ，即此間隙為影響裝配精度的主要因素
      。實踐亦證明，此間隙過大，是導致無法鎖緊的根本原因
      。
      通過尺寸鏈計算
      ，得出在確保耦合裝置正常工作時，該裝配間隙的允許范圍
      ；查零件圖得: L= 內套3+內套1+內套2 +鎖緊銷
      ，中間輥與竄輥裝置正常連接的條件為 L1＞L2 ，即 ΔL+ LL+L 裝配間隙1 
      ，即當 L 裝配間隙1＜ΔL
      ，能正常連接，ΔL 的波動范圍為 0.12 ～1.14
      ，其大小由各零部件及輥子的制造精度決定
      ，故為保證所有中間輥都能正常耦合鎖緊到位，L裝配間隙1＜0.12mm;因此
      ，在裝配時
      ，用塞尺檢測該間隙，并調整裝配
      ，確保裝配間隙在計算得來的允許范圍之內
      ，即裝配間隙1L裝配間隙1＜0.12mm。
      2.3 液壓缸密封磨損頻繁導致漏油的原因分析及改進
      投產初期
      ，軋機竄輥液壓缸頻繁出現(xiàn)漏油現(xiàn)象
      ，平均每月出現(xiàn)CVC液壓缸漏油事故在一次以上。這極大的影響了生產線的正常生產
      。為解決這一問題
      ，對CVC竄輥系統(tǒng)進行深入分析，逐步查找確認液壓缸頻繁漏油的根本原因
      。經分析
      ，發(fā)現(xiàn)導致竄輥液壓缸連桿側的端蓋密封頻繁損壞的原因有以下幾方面:
      (1)端蓋內套密封結構設計不合理，普通O型圈密封在受到外力擠壓時易變形磨損;
      (2)液壓油進入有桿腔后
      ，會對端蓋內套產生旋轉沖擊作用
      。從而導致螺紋套內壁與端蓋內套之間產生一定量的相對旋轉運動，加劇了端蓋內套上密封的磨損; 解決上述技術問題的技術方案是: 對竄輥液壓缸密封進行改造
      ，改造后的密封裝置具有良好的耐壓和耐磨性能
      、降低了密封等。然而
      ，從本文的分析結果來看
      ，斷裂耳環(huán)的化學成分中鉬含量僅有 0.04%，明顯低于標準的技術要求
      。
      42CrMo鋼在工程中使用時通常是調質態(tài)［3］
      ，在淬火后選擇不同的回火工藝
      ，使得材料具有不同的力學性能以滿足不同的使用需求。作為加壓油缸耳環(huán)
      ，在使用過程除了受到拉壓載荷外
      ，不可避免的要受到一些沖擊載荷，因此除了具備必需的強度外
      ，還要求材料具有良好的韌性
      。然而，本文所觀察到的斷裂耳環(huán)的顯微組織由網狀分布的先共析鐵素體和珠光體組成
      ，顯然未經過調質處理
      。沖擊試驗結果證明材料的沖擊吸收能量僅有4J，顯然無法在變載荷及快加載條件下正常工作
      。
      3　結論
      加壓油缸耳環(huán)的化學成分不合格
      ，鉬含量明顯低于標準的技術要求。材料未經過調質處理
      ，組織由網狀分布的先共析鐵素體和珠光體組成
      ，沖擊韌性很低是導致耳環(huán)脆性快速失穩(wěn)斷裂的主要原因。
      來源：《重型機械》2013年03期
      （版權歸原作者或機構所有）