R1 轧机后推床结构改进设计

肖正娟

（四川鸿舰重型机械制造有限责任公司，四川攀枝花 617063）

0 引言

R1 轧机推床的原始设计为连铸坯重9 t，坯长5.5 m。自1992 年投运以来性能偏弱，长期运行故障率高，运行精度无法保证，经多次大修仍无法满足生产需求。2003 年热轧生产工艺升级后，连铸坯重量升级为21 t（最大坯重25 t）后，坯长增加为11 m，推床无法承受坯料导向冲击，多次严重变形、损坏。因此利用年修时间，在设备原有位置升级推床强度，优化轧机坯料导向功能及精度，提高粗轧机设备的生产保障能力。

1 改进前设备情况

R1 轧机后推床传动装置的电机型号为ZZJ-803，功率为11.2 kW，冷却方式为管道通风冷却。生产现场环境温度高且多水、多粉尘、振动大，工况恶劣。轧机为24 h 工作制，动作频繁。由于后推床设备老化，虽经多次焊补修复仍变形严重，运行精度差。

改进前的后推床主要由传动装置、推杆装置、导板装配等组成。后推床设备由电动机驱动减速器，通过十字轴式万向联轴器，带动两套推杆箱内的齿轮齿条机构，完成上、下推杆的前后移动，实现辊道两侧的两套导板装配同步对中夹紧、张开的功能。推床设备存在以下问题。

（1）后推床设备传动电动机功率小，推床的夹紧力不够、对中功能差，中间坯跑偏严重时不能强力对中夹紧，导致产品边部划伤及镰刀弯缺陷。

（2）两侧导板装配与上、下推杆间采用U 型窝浮动轴结构连接，在坯料长期冲击作用下严重磨损变形后，两侧导板与上、下推杆间窜动大，致使两侧导板同步对中性差，无法实现准确对中导向。

（3）坯料负荷大幅增大后，推杆箱内齿轮齿条强度严重偏小，磨损急剧加大，而且推杆箱体强度不足，在坯料冲击下，多次产生箱体开裂，连接螺栓扯断现象。

（4）上、下推杆采用工字梁结构，坯料负荷大幅增大后，强度不足，在坯料冲击下弯曲变形严重，与之连接的导板无法保证导向的对中精度及功能。

2 结构改进方案

考虑坯料2 倍冲击系数，改进计算时荷载按50 t 取值。通过充分研究、计算，决定对推床结构及材料等方面进行改进优化。

改进后的后推床设备如图1 所示，在结构组成上与改进前相同。

2.1 加大传动电机功率，提高推床夹紧力

加大传动电机功率，增大减速器规格，有效提高轧机后推床夹紧力，实现强力对中夹紧。计算条件：单侧导板移动速度60～120 mm/s，辊子与热坯间滑动摩擦系数f＝0.2，电机功率计算：

重载系数：考虑大冲击，取k＝1.2

现电动机功率增大后，采用变频电机。选用电机型号：YZPB200L-6，P=22 kW，n＝975 r/min。实际使用时通过变频器调速，输出速度约为650 r/min。

电机功率增大后，减速器规格相应增大，选用速比i＝200。

2.2 确定传动轴轴径

传动轴材质选用42Cr-Mo，调质处理，δb＝750～900 MPa，δs＝500 MPa，P＝22 kW，n＝650/200＝3.25 r/min。

图1 改进后的后推床设备

因装联轴器处有一键槽，轴径应增大5%，即d≥1.05×185.4＝194.67 mm。

取用传动轴最小轴径：d＝200 mm。

2.3 改进材质及截面形式

下推杆材质由Q235 改为Q345，由工字梁结构改为箱形梁结构，增加机械强度。上推杆与导板的连接形式由U 形窝浮动轴结构改为润滑衬套与销轴配合，下推杆与导板间改用孔柱加双斜楔方式，增加结构强度。两侧导板也采用箱形梁结构，增大尺寸，提高其抗冲撞能力。衬板采用沉头螺栓把合，可快速更换。

原推杆箱内齿轮与齿条强度偏小，磨损剧烈；推杆箱箱体强度不足，在坯料撞击下多次将箱体撞裂，连接螺栓扯断。如图2 所示，一方面将箱体材质由Q235 改为Q345，适量加大箱体的外形尺寸，箱体结构件板厚由20 mm 增加至25 mm，提高箱体的整体强度；另一方面将箱体间紧固螺栓规格由M24提高至M30，防止箱体间松动。同时将箱体内齿轮齿条模数由18 mm 增大至20 mm，以增大传动副承受荷载的能力及抗冲击性能。

3 改进后效果

改进后的R1轧机后推床设备安装调试后，经过数年运行，导板装配及推杆装置抗冲击能力大大增强，设备强力导向对中准确度高，产品镰刀弯等缺陷明显减少，改进效果明显。具体表现如下。

（1）后推床传动电机功率增大、结构强度增加后，两导板间的夹紧力极大提升，能够实现对坯料的强力导向、对中功能，减少产品边部划伤及镰刀弯等缺陷。

（2）推杆箱体材质及结构等改进后，整体强度增强，未发现箱体松动及开裂情况，设备运行率大大提高，保证了生产的正常进行。

（3）后推床改进完成投产后，设备状态稳定，轧件尺寸控制好，产品质量明显好转，缺陷率大幅降低。

完成R1 轧机后推床的结构改进后，设备综合性能极大提升，坯料导向对中准确。设备投运以来，其运行率大大提高，各项运行指标稳定，产品镰刀弯缺陷大幅减少，既提高了产品质量，又节约了大量检修费用，结构改进取得了显著效果。

图2 改进后的推杆装置