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高線粗中軋軋機選型優化及主減速機改型設計

發布日期:2017-10-17 來源: 中國破碎機網 查看次數: 2004 

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  河南冶金高線粗中軋軋機選型優化及主減速機改型設計葛保文馬福義武寶喜盂保順(安陽鋼鐵股份有限公司)考察,完善了主減速機的結構及重要參數,不僅為安鋼高線粗中軋主機列的可靠運行奠定了基礎,而且為軋鋼工藝水平的進一步發揮創造了條件。

  0前言安鋼高線是河南省第一條成套關鍵設備引進與國內設備配套相結合的高速線材生產線,全線由粗軋、中軋、預精軋、精軋、減定徑5個機組的30架軋機組成。其中預精軋、精軋、減定徑3個機組的關鍵設備成套引進于美國摩根(MORGAN)公司,而粗軋、中軋共14套主機列的設備則由國內配套設計制造,粗軋機組(H―6V)6架,中軋機組(7H14V)8架,各機架單機單拖、平/立交替布置。為了充分發揮國外先進技術與裝備的優勢,在項目實施的初期,我們著重突出了對粗中軋軋機的選型優化及主減速機的改型設計工作,從而不僅使粗、中軋機組主傳動裝置的性能和壽命得到了進一步的保證,而且也有力的促進了安鋼高線工藝水平的發揮和產品質量的提高。

  1高線粗中軋機機型的選型優化平/立兩輥交替布置的粗中軋機組,其軋機機座通常采用的是閉口式二輥軋機,這種軋機的典型代表主要有美國的“摩根(MORGAN)機型和德國的色,故被普遍的用于國內外高線粗中軋機組中。在安鋼高線工程的技改實施階段,我們對上述兩種主要機型的結構、特點及使用性能等進行了全面、細致的對比分析,經分析,盡管美國摩根機型與德國西馬克機型在軋輥軸承、徑向調整、上輥平衡、機架鎖緊等方面大同小異,但兩者在以下幾個方面卻呈現出明顯差異,現對比分析如下:機架形式。摩根機型的軋機為”閉口式、焊接機架“,軋機的牌坊是用厚鋼板整塊割制的,整個機架由橫梁與牌坊焊接而成,其與西馬克機型的鑄造牌坊相比,一是結構緊湊,減輕了軋機的重量。二是改善了軋機的加工制造工藝。三是避免了鑄造牌坊容易產生的缺陷,保證并增強了軋機的強度和鋼度。

  軸向調整。摩根機型的軸向調整采用的是螺母,使得拉桿縮短或伸長,于是鉗口繞支點轉動,拉動軸承座向一側或另一側移動,從而實現輥子裝配在機架中的軸向調整及定位。與西馬克機型的通過墊片實現軸向調整相比,一是提高了調整的精度。

  二是加快了調整速度。三是增強了軋輥軸向定位的穩定性。

  提升機構。摩根機型的提升機構僅為一套由電機驅動減速機、蝸輪、蝸桿帶動螺桿旋轉提升,從而完成機架裝配的升降,并實現主軸與軋輥的連件更有甚者,在投產后的5~8年間,仍被王減速承載能力大、使用壽命長“的工況要求。:出耐接及脫開。而西馬克機型的提升機構則由兩套組成,既整體提升機構及主軸提升機構。整體提升機構由蝸輪、蝸桿組成的減速系統驅動,使”L型主提升架帶動機架、主軸同時升降。主軸提升機構由液壓缸驅動,僅使主軸單獨升降,從而實現主軸與軋輥的連接及脫開。與西馬克機型的提升機構相比,顯然,摩根機型的提升機構一是機構緊湊、性能可靠。

  二是操作方便、維修簡單。三是降低了這7套機構在工程初期的投資及日后的維護檢修費用。

  主軸連接。摩根機型的主傳動軸與軋輥的連接,采用的是“卡套”式連接,既接軸的套筒內設有一可漲縮的卡緊機構,只要軋輥頭部插入到位,就可自動卡緊。與西馬克機型的“端蓋旋轉加螺栓”的連接方式相比,摩根機型的“卡套”式的連接方式尤顯安全、快速、敏捷。

  主軸托架。摩根機型的主軸托架既不與主軸接觸(工作時),也不隨主軸的升降而升降,盡管這種型式的托架不能平衡主軸的自重,但實踐證明,對于高線粗中軋軋速較低、中軋輥小的主軸聯接鉸鏈來講,是不會影響其連接功能的。而西馬克機型的主軸托架不僅在工作時靠與主軸接觸來承擔主軸負荷,而且還要隨主軸的升降而升降。這種功能的過甚設計,導致了該機型托架自重的增加和結構的復雜化。

  由以上分析可知,摩根機型在提高軋機剛度、減輕設備重量、簡化裝備結構、改善使用性能、節約工程投資等方面有著獨到的優勢,故該機型即為安鋼高線的優選對象。同時對該機型做了進一步的完善,一是在壓下裝置中增設了液壓馬達,不僅使其調整精度和速度得到了進一步的提高,而且使軋機的過載保護性能也更加簡單、可靠,作業率也有了進一步的提高。二是增設了上輥液壓平衡裝置,方便了換輥操作,降低了運行成本從而進一步完善和促進了摩根型粗、中軋機工藝性能的發揮。

  2高線粗中軋主減速機改型設計在軋鋼主傳動裝置中,主減速機的作用是將電機較高的轉速變成軋輥所需的轉速,其使用性能的優劣將直接關系全線生產的運行狀況,經查,就目前而言,國內高線粗中軋主減速機的制造圖主要由美國摩根及德國西馬克公司直接提供,由此生產制作的主減速機裝置在我國眾多的高線廠家所集中反映出來的問題是:主減速機頻繁斷齒或斷軸事故的發生,因而導致了已投產的個別高線生產線長達數月之久的故障停機(由于未及時準備主減速機的事故機的斷齒、斷軸事故所長期困擾,為此,這些廠只有備用大小規格不等、平/立形式不同的14套主減速機來縮短事故的處理時間,由此可見,主減速機故障的存在,不僅嚴重威脅著線材生產的正常運行,而且占據和消耗了大量的資金和人力。

  鑒于以上情況,在安鋼高線的技改實施階段,一是對比分析了美國摩根公司和德國西馬克公司的圖紙及相關資料,二是對國內高線廠家粗中軋王減速機的斷齒、斷軸事故進行了考察,結果發現,摩根公司設計的齒輪參數偏小,傳動結構分配設計不合理,而箱體的設計強度和剛度則偏大,箱體相對笨重。西馬克的圖紙則與之相反,齒輪參數的選擇盡管基本可以,但其箱體剛度、軸承結構及潤滑方案等設計欠妥,總體來看,存在的問題可歸納總結為以下幾點:齒輪設計參數有問題,齒型選擇與國內加工能力不適應,安全系數太小。

  齒輪材質選擇不合理,強度低,抗沖擊能力和疲勞韌性差。

  減速機軸和箱體剛性差,滿足不了硬齒面接觸精度高的要求。

  加工制造精度達不到圖紙要求,最終檢驗沒有采取特殊的工藝措施(齒形、齒向修形及齒面磁粉探傷等)。

  潤滑有問題,空間布管及噴油方式的選擇不能合理、有效的滿足齒輪和軸承的工作要求。

  根據以上分析,結合國內其它高線廠家的使用經驗,我們決定綜合摩根和西馬克主減速機機型的優點,對原有機型進行改型設計,主要內容如下:"螺旋傘齒輪選用新的“克林貝爾格”齒形,既齒線為延伸外擺線的等高螺旋錐齒輪。

  圓柱斜齒輪的初級模數由原來的8提高到10,末級模數由原來的16提高到22.改為“重疊式布置”。

  的剛度,保證了高精度齒輪的嚙合穩定性。

  對箱體內的潤滑油路和噴油方式進行了徹底的修改,滿足了齒輪和軸承的潤滑之需。通過上述改型設計,從而進一步保證了齒輪傳動“運行平穩、3結束語安鋼高線的粗中軋機組現已運行三年之久,從未發生過一例惡性設備事故,尤其是十四套主減速機運行工況良好,斷齒、斷軸及系統潤滑不良的現象徹底杜絕,且至今都未因顧慮主減速機斷齒、斷軸事故的發生而配備整體的事故套件,這在國內同類機組中可謂是絕無僅有的,甚至已被國內幾家新建高線照搬采用。實踐證明,安鋼高線粗中軋軋機的選型優化及主減速機改型設計不僅是切實可行的,而且是行之有效的,在我國同類機組中可稱得上為成功的典范,因而具有廣泛的推廣及借鑒價值。

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