(wo)航空管道矯直機送料系統(tǒng)設計

(wo)航空管道矯直機送料系統(tǒng)設計,wo,航空,管道,矯直機,系統(tǒng),設計 矯直機支承輥結構改造 戴德文 郭維筠 王振華 (熱軋部 ) (設備部 ) 摘要 矯直是軋制過程中的一道必不可少的工序 ,傳統(tǒng)的兩端軸承支撐的矯直機支承輥 存 在著密封性差、軸承損壞頻繁與維修成本高等問題。將支承輥改為整體軸承單元 ,從而大大 提高了支承輥的使用壽命 ,取得了明顯的經(jīng)濟效益。 關鍵詞 矯直機 支承輥 軸承 改造 Structural Reformation of a Leveler’ s Backup Roll Dai Dewen ( Hot Rolling Department) Guo Weijun Wang Zhenhua ( Equipment Department) ABSTRACT Leveling is an important procedure in rolling process. There exist the problems of worse sealing ,frequent damaging and high maintenance cost in the conventional leveler backup roll sup2 ported by two2end bearing. Both the life2span of backup roll and its economic benefit are greatly increased by transforming the backup roll into integral bearing unit. Key Words Leveler Backup roll Bearing Reformation 1 前言 軋件在軋制 、熱處理、冷卻及運輸過程中產(chǎn)生 的缺陷 ,在冶金加工廠中常用矯直機加以糾正。 矯直在冷軋、熱軋等軋制過程中已成為一道必不 可少的工藝。矯直機除能糾正軋件的型位缺陷以 外 ,還有破鱗、抗皺和改善軋件產(chǎn)品機械性能的作 用。隨著用戶對軋件 ,特別是對冷軋板、熱軋板的 品質(zhì)要求越來越高 ,就如何提高矯直機本身的機 械性能、加工精度及延長維修周期、降低生產(chǎn)成本 也成為冶金機械研究的內(nèi)容。 2 矯直機支承輥的結構 以熱軋矯直機為例 ,其支承輥由多輥組合 ,支 承輥上下兩兩與工作輥交錯排列 ,熱軋板則在兩 排工作輥間通過 ,其在縱向和橫向得到矯正。為 戴德文 工程師 1964 年生 1985 年畢業(yè)于吉林電氣?？茖W校 現(xiàn)從事軋鋼設備專業(yè) 電話 26645779 郵編 201941 了保證矯直質(zhì)量 ,矯直機的工作輥均采用直徑較 小 ,容易彎曲的單一直輥形 ,而支承輥則采用可單 體調(diào)節(jié)的軸向分段形式 ,以控制工作輥的彎曲撓 度。 以寶鋼 2050 熱軋薄板橫切線 NO12 精矯機為 例 ,支承輥和工作輥的安置見圖 1 所示。 上、下支承輥基本結構相同 ,均采用輥頸軸承 雙支承結構 (見圖 2) 。下支承輥考慮在矯直過程 中便于去除氧化鐵粉等雜質(zhì)的因素 ,工作表面呈 螺旋槽 ,并在安裝時 ,同組內(nèi)及組與組之間 ,左右 前后均以交錯螺旋方向配置。 3 原精矯機支承輥結構的缺陷 (1)軸承承載能力較弱 ,使用壽命較短 原精矯機支承輥采用雙軸頸支承 ,軸承安裝 部位受到限制 ,軸承承載能力不能完全滿足矯直 機的要求。 以 NO12矯直機為例 ,軸頸支承軸承型號 : 25 寶 鋼 技 術 2000 年第 2 期 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 圖 1 支承輥和工作輥安裝示意圖 Fig. 1 Diagrammatic sketch of installing backup roll and working roll 圖 2 原支承輥結構圖 Fig. 2 Structural diagram of original backup roll SL185007 雙列圓柱滾子軸承 ;外形尺寸 : <35 × <62 × 36 mm ;軸承承載能力 :額定動載荷容量 : C = 86 730 N ,額定靜載荷容量 : CO = 111 220 N。 根據(jù)軋制原理 ,矯直機上第三根工作輥的壓 力最大。 Pmax = P3 = 8δ S × e × w/ t 式中 δ S ———矯直鋼板的屈服強度 ,MPa ,優(yōu)質(zhì)碳 素鋼 :δ S = 500 MPa ; t ———矯直機的輥距 (73 mm) ; e = s/ w ———軋件斷面形狀系數(shù) ; 其中 s ———軋件塑性斷面系數(shù) , s = bh2/ 4 ; w ———軋件彈性斷面系數(shù) , w = bh2/ 6 ; b ———矯直 鋼板的橫斷面寬度 (1 850 mm) ; h ———矯直鋼板 的厚度 (3 mm) 。 則 Pmax = P3 = 228 080 N 根據(jù)上面公式分析下支承輥每組 7 根及工作 輥與支承輥的接觸受力 ,最大支承輥 Ⅲ所承受的 徑向力為 : PⅢ = 30 710 N ; 軸承使用壽命為 : L = ( C/ P)ε = ( 86 730/ 30 710) 10/ 3 = 31183 (百萬轉(zhuǎn) ) 式中 ε ———按滾子軸承取值為 10/ 3[1 ]。 NO12 最大軋制線速度 : 140 m/ min ( 619 r/ min) ,軸承每天工作 8 小時 ,使用壽命為 107 天。 根據(jù)現(xiàn)場幾年統(tǒng)計 ,支承輥軸承基本為每 3 ～ 4 月更換一次。 (2)軸承密封性差 ,潤滑條件不足 由于軸承安裝在輥頸部位 ,輥頸又小于輥身 直徑 ,因此 ,軸承在工作中受外界氧化物的侵入可 能性較大 ,再加上采用集中給脂的潤滑方法 ,潤滑 脂很難進入軸承內(nèi)部 ,從現(xiàn)場維修工作中發(fā)現(xiàn) ,極 大部分軸承的損壞均屬氧化物入侵 ,堵塞軸承的 正常運行。 (3)支承輥運動精度差 雙支承形式的支承輥的運動精度由二部份組 成 : Ki = Kia + Kib 式中 Kia ———軸承內(nèi)套圈的徑向跳動 ,主要包 括 : Kia1 (軸承內(nèi)套圈的周向壁厚誤差 ) , Kia2 (軸承游隙差 ) , Kia3 (軸承滾子徑向累 積誤差 ) ; Kib ———支承輥的徑向跳動 ,主要 包括 : Kib1 (支承部位的同軸度誤差 ) , Kib2 (支承輥的周向累積誤差 ) 。 4 新型矯直機支承輥結構 根據(jù)對原矯直機支承結構的分析及幾年來的 實際使用中存在的問題 ,先后對 2050 熱軋線 NO11、 NO12 矯直機支承輥進行改造 ,特別是 NO12 在吸取 NO11 的基礎上作了近一步的更新。 新型矯直機支承輥的結構將原有的輥頸支承 改為固定支承的滾動軸承單元 (見圖 3) 。 5 新型矯直機支承輥的結構優(yōu)點 511 提高了支承輥的承載能力 以 NO12 矯直機支承輥為例 ,將傳統(tǒng)的雙支 承結構改為滾筒型結構 ,支承輥作為一個滾動軸 承單元 ,即支承輥輥芯作為軸承的內(nèi)套 ,支承輥的 輥體作為軸承的外套 ,在輥芯和輥筒間安裝滾動 體 ,支承輥的兩端直接由墻板固定。 35 戴德文等 矯直機支承輥結構改造 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 圖 3 新型支承輥結構圖 Fig. 3 Structural diagram of new type backup roll 1 ———蓋板 ;2 ———鍵 ;3 ———墻板 ;4 ———擋圈 ; 5 ———密封圈 ;6 ———滾子 ;7 ———外套 ;8 ———隔圈 ; 9 ———孔用擋圈 ;10 ———軸 支承輥的承載能力為 \[2 \]: C = f c × ( i × L eff × cosα ) 7/ 9 × Z3/ 4 × Da29/ 27 式中 f c ———滾動體直徑與節(jié)圓直徑之比的滾子 修正系數(shù) ,取 : f c = 8711 ; i ———滾動體列數(shù) , i = 9 ; L eff ———滾動體的有效長度 ,12 mm ; d ———接觸角 α = 0 ; Z ———列滾動體的個數(shù) , Z = 24 ; Da ———滾動體直徑 , Da = 6 mm ; 則 C = 248 650 N ,與原結構軸承的承載能力相 比 ,為原來的 11461 倍。 軸承使用壽命提高了 (11461) 10/ 3≈ 31541 倍 以每天 8 小時工作 ,則預計新型結構的支承 輥使用壽命為 37818 天。 512 提高了軸承的密封性能 新結構矯直機支承輥的軸承滾動體在輥筒 內(nèi) ,同時兩側采用內(nèi)骨架雙唇口密封 ,大大提高了 軸承密封性能 ,有效防止了氧化鐵皮進入滾動體 間。對已使用的新結構的支承輥拆開檢查 ,在軸 承元件內(nèi) ,幾乎無氧化鐵皮及雜物進入滾動體 ,內(nèi) 外滾道的工作表面磨粒磨損現(xiàn)象也不再發(fā)生。 513 有效地提高了支承輥本身的運動精度 由于支承輥與墻板采用無滾動的支承 ,所以 支承輥的運動精度只取決于滾筒、輥芯和滾動體 三者的加工精度 ,因此影響運動精度的累積誤差 的因素就少。據(jù)計算 ,新結構矯直機支承輥的運 動精度為 01008 mm(實測運動精度為 01003 mm) 。 514 軸向竄動得到限制 矯直機在矯直過程中 ,會產(chǎn)生軸向力 ,導致軸 承及整個支承輥發(fā)生軸向竄動。 NO12 精矯機根 據(jù) NO11 精矯機的使用情況 ,采用配磨軸向擋圈 將支承輥的軸向竄動量控制在 0165 mm 范圍內(nèi) , 對延長密封件壽命及軸承壽命都起了積極作用。 515 新型支承輥降低設備維修成本 2050 熱軋矯直機 NO11、 NO12 均已改造完畢 , 新型矯直機支承輥的質(zhì)量及矯直機的整體質(zhì)量有 了明顯的提高。特別是 NO12 矯直機支承輥的密 封、軸向竄動及卡簧配置等在 NO11 改造基礎上 有了很大改進 ,承載能力也有了提高。經(jīng)實際使 用 NO12 矯直機僅一年產(chǎn)生直接經(jīng)濟效益 233128 萬元。徹底改變了原引進德國支承輥的缺陷和問 題 ,有力地保證了生產(chǎn) 3 mm 以下薄板的需要 ,為 提高生產(chǎn)效率、產(chǎn)品質(zhì)量和降低設備維修成本 ,發(fā) 揮了重大作用。 6 結束語 由于新型支承輥的優(yōu)點明顯 ,效果顯著 ,而且 通過寶鋼熱軋精矯機支承輥的成功改造 ,為國內(nèi) 設計和制造新型支承輥打下了堅實基礎 ,找到了 可靠依據(jù)。目前 ,寶鋼 2030 冷軋機組在 1999 年 已立項國產(chǎn)化 ;寶鋼益昌薄板廠也了解過這種結 構改進后的情況 ,并有改進的意向。 隨著軋鋼工業(yè)的發(fā)展 ,用戶對軋件的形位公 差、表面質(zhì)量的要求越來越高 ,國外先進國家對矯 直機支承輥結構研究也越來越深入 ,多輥矯直機 支承輥采用整體軸承單元已是國際上發(fā)展的趨 勢。通過 2050 熱軋 2 # 精矯機支承輥改造 ,說明 國內(nèi)已具備生產(chǎn)、制造高精度、小直徑新型支承輥 的技術和能力 ,開拓了寶鋼乃至國內(nèi)同類冶金企 業(yè)矯直機的支承輥改造、國產(chǎn)化的廣闊前景。 參 考 文 獻 1 SKF 公司編 1SKF 軸承綜合型錄 1 上海 :上?？茖W技術文獻出 版社 ,1994 :28 2 錦林英一 1〈日本〉轉(zhuǎn)が ?軸受 の選 び方 1 使 い方 1 日本規(guī)格 協(xié)會 ,1982 :84 編輯 馬凱利 (改稿日期 1999 年 12 月 6 日 ) 45 寶 鋼 技 術 2000 年第 2 期 ? 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved. 今天去見老師，給老師看了后，老師就是說我的沒有另外一個同學直觀 就是說我們的送料那一部分好些，所以就把那個同學的裝配圖拿給我 叫我自己改改 并且把抓料的那部分換了 因為那個同學的那部分可行性不強 你可以直接看他的裝配圖 老實說這個地方是個很好的設計，但是放管料的地方太大了 所以加了一個東西 如上圖所示 加一個擋板 就相當于一次性只能過一根 從而得以解決 老師說這個結構也很好，但是要水平運送管料，還需要導軌，和電機 就相當于一個<什么車>一樣的結構 既然老師給了我那個人的裝配圖 所以他的有些地方我們改一下就行了 再加上送料部分用我們的就可以了 重 慶 理 工 大 學 畢業(yè)設計（論文）任務書 題目 航空管矯直機送料系統(tǒng)——結構設計　　 　　　 （任務起止日期 年 月 日～ 年 月 日） 重慶理工大學應用技術 學院 機械設計制造及其自動化 專業(yè)107214801班 學生姓名 張旭杰 學 號 65 指導教師 系 主 任 二級學院院長 課題內(nèi)容 航空管矯直機系統(tǒng)是一個極為復雜的非線性系統(tǒng)，課題主要完成矯直機送料系統(tǒng)的設計，包括送料機構設計，送料控制系統(tǒng)設計。主要運用機械設計知識，機床知識，控制系統(tǒng)知識，電機控制技術，完成系統(tǒng)設計。 課題任務要求 該課題主要完成送料系統(tǒng)的結構設計。 要求： 1>送料系統(tǒng)方案設計 2>航空管夾緊機構設計 3>傳動系統(tǒng)設計 4>與矯直機的接口結構設計 5>畢業(yè)論文 主要參考文獻（由指導教師選定） 1. 《機械設計手冊》 2. 《結構設計》 3. 《通用帶式輸送機設計手冊》 同組設計者 楊逍 注：1、任務書由指導教師填寫；2、任務書在第七學期期末下達給學生。 學生完成畢業(yè)設計（論文）工作進度計劃表 序號 畢業(yè)設計（論文）工作任務 工 作 進 度 日 程 安 排 周次 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 1 開題報告 文獻綜述 外文翻譯 — — — — 2 送料系統(tǒng)方案設計 — — — — — — 3 夾緊機構設計 — — — 4 傳動機構設計 — — — — — 5 接口機構設計 — — — 6 畢業(yè)論文 — — — 注：1、此表由指導教師填寫； 2、此表每個學生一份，作為畢業(yè)設計（論文）檢查工作進度之依據(jù)； 3、進度安排用“—”在相應位置畫出。 畢業(yè)設計（論文）階段工作情況檢查表 時間 第 一 階 段 第 二 階 段 第 三 階 段 內(nèi)容 組織紀律 完 成 任 務 情 況 組織紀律 完 成 任 務 情 況 組織紀律 完 成 任 務 情 況 檢 查 情 況 教師簽字 簽字 日期 簽字 日期 簽字 日期 注：1、此表由指導教師認真填寫； 2、“組織紀律”一欄根據(jù)學生具體執(zhí)行情況如實填寫； 3、“完成任務情況”一欄按學生是否按進度保質(zhì)保量完成任務的情況填寫； 4、對違紀和不能按時完成任務者，指導教師可根據(jù)情節(jié)輕重對該生提出警告或不能參加答辯的建議。