八钢中厚板3500mm精轧机机架辊结构改进

张国栋

（新疆八一钢铁股份有限公司）

八钢中厚板3500mm精轧机机架辊结构改进

张国栋

（新疆八一钢铁股份有限公司）

八钢中厚板3500精轧机出入口机架辊正反转频繁，容易损坏，一旦发生故障影响正常生产。经过一系列改造，中厚板350精轧机把机架辊寿命由6个月提高到10个月以上。

机架辊；应力集中；油孔；在线寿命

1 前言

八钢中厚板厂3500精轧机出入口机架辊均重20t，它是轧制过程中与主机联系最紧密的设备之一。它将钢板顺利送入轧机辊缝并接受轧出的轧件。其结构主要有辊子、电机、花键轴、轴承座、中间轴组成。因为精轧机为可逆式轧机，轧制出一块钢板就要经过十几次的正反转动。因而机架辊正反转频繁，工作条件恶劣，受正反冲击，负荷大，容易损坏。机架辊一旦发生故障（死辊或被动转）钢板都无法正常咬入和抛出轧机。八钢中厚板厂自2009年投产到2014年底，机架辊在线寿命只有6个月，自2015年对机架辊应力集中进行优化、油孔进行改造、材质改良等一系列措施，至2016年8月，机架辊在线寿命达到了10个月。

2 问题分析

2.1 断裂与应力集中的问题

见图1和图2。由图1可知机架辊存在两处应力集中，结合图2产生断裂的部位正是图1中两处应力集中的地方。精轧机设计是按照双机架生产设计，而中厚板生产常常单机架运行，这加大了精轧机负荷。因此，从改良机架辊着手，提高其抗疲劳强度以适应生产要求。

图1 应力集中位置

2.2 润滑效果差

由图3可知，花键槽损坏基本都是润滑不到位所致。原机架辊花键处润滑完全由轴承盒油打满后由内端口进入花键配合面，完成润滑补油，这种补油方法在花键润滑油量上无法保证。致使润滑劣化。

2.3 机架辊材质抵抗腐蚀、高温、疲劳的能力较弱

由图4可知，机架辊下线后表面存在严重剥落，划痕等缺陷，不符合现场使用标准要求。辊面出现剥落、划痕等缺陷，钢板容易引起划伤，产生质量缺陷，必须进行更换机架辊，才能维持生产。

图2 机架辊断裂形貌

图3 机架辊花键润滑不良留痕

图4 机架辊表面缺陷

3 改进措施

图5 机架辊增大过渡角局部图

3.1 应力集中优化

首先是应力集中需要通过增大过渡圆角来实行现，为此，将R20改成R100和R30双圆弧衔接，将R3改成R5。见图5。

3.2 润滑方式改进

在辊轴与花键面增设润滑孔，与轴承润滑点连通，在对轴承润滑同时可完成对花键轴的润滑工作。具体位置参见图6。

3.3 辊子材质改造

在线使用机架辊材质为45#锻钢，表面热处理硬度HB217～255。轧制中经常出现表面剥落，从而影响钢板下表面质量，出现这种情况后只能更换机架辊，下线后对辊面进行修复，不仅影响生产，还导致维护费用上升。

为努力提高使用寿命，从减小机架辊的飞轮力矩入手。因为辊子的转动惯量与直径呈平方关系，故在满足钢板冲击负荷所需要强度的前提下，机架辊直径越小越好，线速度越高效果越好。目前，中厚板因轧机安装位置及轧制速度受限，机架辊直径、转速进一步提高无法实现，因此要延长机架辊使用寿命只有从材质入手。借鉴国内同类行业，将45#锻钢更换为高强度的材料35CrMo，其表面热处理硬度HB250～280。

图6 增设润滑孔

4 效果

改进措施逐步实施后，机架辊运行平稳，没有出现因故障问题导致机架辊被动下线的情况发生。将机架辊更换周期由改造前的5～6个月调整为9～10个月。对下线机架辊的检查状态看，润滑良好，没有裂纹，表面状况能满足钢板表面质量的中等要求，保守认为机架辊还可以使用。在现场生产中应尽可能延长精轧机架辊的使用寿命，保证产品质量，也是设备维护工作者工作的目标和方向。

[1]张蜀红.浅析机械设备的维护与管理[J].内江科技，2010，（6）.

[2]邱宣怀.机械设计-北京：高等教育出版社，2004，5.

[3]王文斌.机械设计手册.-北京：机械工业出版社，2004.8.3

Optimization of Frame Roll Structure of 3500mm Finish Mill at Medium Plate Plant of Bayi Steel

ZHANG Guo-dong
（XinjiangBayi Iron&Steel Co.,Ltd）

Rack roller of 3500 finish rolling machine for medium plate plant in Bayi steel is positive frequently,easy to damage,once these equipment break down,it affects normal product.After a series of transformation,the shelf life of the rack roller has been increased from6 months tomore than 10 months

rack roller;stress centralized;oil hole;online life

TG333.4

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1672—4224（2016）04—0051—03

联系人：张国栋，男，46岁，工程师，乌鲁木齐（83002）新疆八一钢铁股份有限公司轧钢厂中厚板分厂

E-mail：zhanggd@bygt.com.cn