1580线E2轧机机架辊改进实践

李朝全，赵久长，王忠朋，张成斌，冯国会，陈民

（鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司，辽宁 营口 115007）

鞍钢股份有限公司鲅鱼圈钢铁分公司1580线E2立辊轧机由2台交流立式主传动电机通过圆柱齿轮、十字头万向接轴传动2个工作辊，并与R2水平轧机一起将R1粗轧后的板坯经多道次轧制，轧制成厚 32～55 mm（不锈钢 20～40 mm）的中间坯。轧机前后各设有一根机架辊，辊子规格为Φ450 mm×1 580 mm。

E2轧机机架辊普遍存在寿命短的问题，其主要原因是E2轧机机架辊转速快、环境温度高，且一直处于E2入口、出口反喷高压水集管、R2上、下除鳞高压水集管、轧辊辊身冷却水的喷射范围，大量高压水、冷却水夹杂细微氧化铁屑进入机架辊轴承座，导致机架辊轴承座润滑不良，频繁损坏。改进前机架辊平均使用寿命为4个月，每根机架辊修复费用为3万元，机架辊损坏一次将导致全线停产6 h，故改进机架辊提高其使用寿命具有重要意义。

1 改进思路

提高E2轧机机架辊寿命的关键是加强机架辊轴承座润滑、防止水汽进入轴承座，故在原有集中干油润滑的基础上增加了独立润滑系统，时刻保证轴承座干油充足，且利用润滑脂加强轴承座的密封作用，防止水或其他灰尘、杂质浸入摩擦副，在机架辊轴承座两侧设计了挡水装置，尽量减少水汽进入轴承座。

2 改进措施

2.1 独立润滑系统设计

2.1.1 润滑脂消耗量的计算

E2机架辊转速为240 r/min，轴承型号为24148CC/W33/C3的双列圆柱滚动轴承，每个轴承座润滑脂的消耗定额Q［1］为：

式中，Q为轴承座润滑脂需求量，mL/班，每班为8 h；D为轴孔直径，cm；N为轴承系数，单列轴承N=2.5，双列轴承N=5；K1为速度对润滑脂消耗量的影响系数，见表1；K2为工况条件对润滑脂消耗量的影响系数，见表2所示。

表1 系数K1的值

表2 系数K2的值

2.1.2 选择分配器

为保证流量充足，避免水汽进入轴承座，将供油时间定为1 h给油1次，每班给油次数8次，各润滑点每次给油量为q=Q/n=35.81/8=4.48 mL，故选用每口每循环最大给油量5 mL的VS-54分配器。

2.1.3 干油泵的选择和改进

通过计算分配器损失脂量、换向阀损失脂量、系统管路内油脂的压缩量，得出系统需要总流量为30.25 mL/min；通过计算主油管和给油管压力损失、分配器所需给油压力，得出系统需要工作压力为9.57 MPa。由于现场有剩余的HA-Ⅲ3-200/100L/PA/DK-A干油泵，公称流量为200 mL/min，公称压力为40 MPa，故选择该泵。

为实现一泵多用，完全满足现场生产需求，适当改进了该干油泵。改进后的干油泵设有手动和自动两种工作模式。手动工作模式用于平时检修时手动给轧机零部件打油；自动工作模式用于日常E2机架辊打油，平均每1 h自动打油1次。自动打油时,当系统压力大于12 MPa时换向阀自动换向，当压力再次大于12 MPa时完成一个周期打油停泵，1 h后再次循环以上步骤；当系统运行时间超过15 min仍未完成一个周期打油，则发出声光报警并停止干油泵；当油位过低时，加油电磁阀得电泵自动加油，油位过高时加油电磁阀失电，自动停止加油，干油系统工作原理如图1所示。

2.1.4 供油管路的设计和计算

根据系统实际工作压力和管壁厚度计算公式δ≥Pd/2［σ］，确定分配器主管为Φ18 mm×3.5mm；沿程损失后到达分配器压力为5 MPa，故选择Φ8 mm×1.5 mm的铜管。由于其中2条支管处于高压水喷射范围，故在其外部加装高压水防护管，独立润滑系统管路如图2所示。

2.2 机架辊轴承座改进

改进机架辊的两个轴承座，在每个轴承座原供油孔A点的对称位置B点新增一个供油孔以满足与独立润滑系统连接，供油孔轴向通孔为Φ11.8 mm，内侧G1/4×12用丝堵封堵，外侧 G1/4×12与独立润滑系统干油管连接；供油孔径向通孔为Φ19 mm，底部G1/2×14用丝堵封堵。该供油孔大小足以满足独立润滑系统的供油要求，供油孔剖视图为A-A剖，如图3所示。采用此方法，时间长了会有过量的干油沿轴承座两侧溢出，故在每个轴承座两侧安装两个接油盒，每周利用检修时间清理1次。

2.3 设计挡水装置

设计机架辊挡水装置，尽量减少水汽进入机架辊轴承座。该挡水装置厚度为3 mm，材质为不锈钢。为了便于安装，挡水装置采用两个半圆环结构设计，中间通过螺栓和密封胶皮链接，然后焊接在轴承座上。机架辊挡水装置如图4所示。

3 改进效果

E2立辊轧机共有2根机架辊，改进前每次检修都需手动打油一次，但机架辊平均使用寿命仍然只有4个月，且损坏原因都是轴承进水导致润滑不良、轴承断裂。改进后避免了因高压水、冷却水冲刷导致的轴承润滑不良问题，从未出现轴承损坏现象，机架辊使用寿命均超过12个月，是原有寿命的3倍。2根机架辊4个轴承座每年多消耗干油为：

则干油重量为143.55 kg，按照每千克12.85元计算，每年多消耗干油金额为：

每根机架辊修复一次费用为3万元，因此每年节约备件创造的效益为：

式中，a为 2根机架辊；b为修复费用3万元；c为改进前每年消耗3根机架辊，d为改进后每年消耗1根机架辊。

机架辊损坏一次将产生6 h事故时间，按照每小时生产480 t钢，每吨钢按100元效益计算，减少事故时间创造的效益为：

年创造效益共计为：

4 结论

（1）E2轧机机架辊长期处于高压水、冷却水的喷射范围，工作状况恶劣，需要设计、安装挡水装置。

（2）原集中给脂润滑无法满足E2机架辊运行要求，需要新增一套独立润滑系统。

（3）时刻保证E2机架辊轴承座干油充足，能有效防止高压水、冷却水进入轴承座，大大延长轴承使用寿命。

（4）对E2轧机机架辊改进后，轧机机架辊平均使用寿命比原有寿命提高了2倍，年创效益超过百万元。

［1］ 成大先，机械设计手册，第三版第2卷［M］.化学工业出版社，1994.