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数控轧辊磨床缺陷分析及维修
2010-04-21 10:04:35
宝钢热轧厂现有HERKULES公司产WS600/450一16×5000型数控磨床一台,承担带轴承箱的Fl一7精轧工作辊的磨削。该磨床最大加工直径1.2m,最大加工重量16t,最大加工长度5m。该类磨床在国内钢铁业冷热轧生产线中广泛应用,采用其自己开发的HCC数字控制系统,软件运行稳定,人机界面友好。但磨床整体刚性略显得不够(针对宝钢2050热轧辊来说)。特别宝钢热轧线大量投入使用Fl一3高速钢工作辊后,使得该磨床状态在高负荷下性能欠佳。

    一、床头箱启动力偶矩不够

    大直径热轧辊在启动时的驱动力偶矩很大,原设计的床;箱一级传动皮带打滑。大负荷时实测,75kW的床头箱直流电毛启动电流在208A时,电机皮带盘打滑。

    1.托架两托瓦分布形式不合理(图1)

    宝钢2050热轧精轧工作辊的最大重量约为10t,两个轴承座每个约重3t,后者已由两个液压软支撑承担了。因此,作用在轧辊静态时的受力分析如下:
    假定重力W=9.81×104N
    底瓦支撑力Fb=W/cosl6. 5°= 1. 04 W, N
    侧瓦支撑力Fs=W•tgl6.5°=0.296W, N
    轧辊旋转时(底瓦处的摩擦因数为μ1,侧瓦处为μ2)则:
    底瓦处摩擦力=Fbμ1=1.04 Wμ1 ,N
    侧瓦处摩擦力=Fsμ2=0.296 Wμ ,N
    从而可知,床头箱驱动轧辊旋转的驱动力FD为:
    FD (摩擦力之和)=(1.04μ1十0.296μ2) W, N
    托架的圆弧半径R=0. 315m,因此轧辊旋转的驱动力偶距T为:
    T= FD•R=0.315(1.04μ1+0.296μ2)W,N•m     (1)
    如图1,由于HERKULES公司的轧辊磨床托架采用的托瓦形式为90°侧瓦(与垂直线夹角为90°)和较小倾斜角底瓦(与垂直线的夹角为16.5°)。可见,轧辊重量主要的依靠底瓦承担。如(1)式结果,阻碍轧辊转动的力偶矩集中在底瓦摩擦力偶距上。这是造成床头箱启动力偶矩不够的一个因素。而德国WALDRICH公司生产的同类轧辊磨床,其托架两托瓦分布形式为侧瓦(与垂直线的夹角为65°)和底瓦(与垂直线的夹角为25°见图2。两片托瓦同时承担轧辊重力Fs= W/cos25°=0.91 W, N;Fs= W/sin25°=0.42W,N;阻碍轧辊转动的力偶距分散在两片瓦上,便于轧辊启动。

 

    另外,HERKULE公司90°侧瓦的结构形式,造成托瓦润滑油在瓦的表面很难集聚,而不易与辊颈间形成油膜,因此在实际生产过程中(1WS600/450轧辊磨床性能失效分析和维修式中的μ 值将很大;16.5°底瓦使用的是干油润滑,与稀油推滑相比(1)式所示的μ1 值也将很大。这也是造成床头箱启动力矩不够的一个因素。而WALDRICH公司的托瓦形式有利于托瓦表面形成油膜,同时两托瓦均采用稀油润滑,减小了启动力偶矩。

    2.床头箱传动级数不够
    HERKULES公司该型号磨床床头箱采用二级传动结构,一级为皮带传动,二级为链条传动。各级传动轮之间的直径值相差很大,但传动轴之间距离却很近,造成皮带的包角很小,损失了一部分转矩。因此,虽然床头箱电机功率为75kW,但传动比过小,传递到花盘的转矩不够,是造成床头箱启动力偶矩不够的另一个因素。而WALDRICH公司生产的同类轧辊磨床,床头箱采用三级皮带传动结构。床头箱电机功率虽为50kW,但其传动比大,传递到花盘的的转距反而大很多。 

    3.改善维修
    轧辊驱动力偶矩不够,最好的解决办法是:在三角皮带的松边增加一套压紧轮装置(压紧轮直径l00mm)如图3所示,使电机皮带的包角增加到180°,并将原XPA3000的三角皮带更换成XPA3150,可以有效提高传动效率,避免启动时电机打滑现象。

    同时改变原托架托瓦的出油方

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