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摘　要：18輥軋機工作輥止推軸承在使用過(guò)程中易損壞，通過(guò)分析發(fā)現主要是因為工作輥作用在止推軸承上的軸向力過(guò)大造成的，本文主要針對帶鋼板型呈楔形或鐮刀彎、中間輥與側支撐的作用力的因素討論分析造成止推軸承損壞的原因，找到了延長(cháng)止推軸承使用壽命的方法。結合機組運用的實(shí)際情況，經(jīng)過(guò)相對應的優(yōu)化措施改善后，能降低損壞率41.7%。

關(guān)鍵詞：止推軸承；易損壞；軸向力；優(yōu)化措施

0　引言

止推軸承在18輥冷連軋機中起到了阻止工作輥持續軸向移動(dòng)的主要作用，避免因不利因素移動(dòng)超出工藝使用范圍，造成斷帶、斷輥或者其它設備的損壞，可以說(shuō)沒(méi)有止推軸承，18輥軋機組無(wú)法正常軋鋼。然而止推軸承在使用時(shí)存在受力大、使用環(huán)境差、損壞率高、損壞因素多、損壞時(shí)間不規律、生產(chǎn)過(guò)程中難以控制調整的缺點(diǎn)，因此降低止推軸承損壞率是具有緊迫性和難度的機組維護技術(shù)攻關(guān)工作，現在根據工藝原理和使用后效果作為參考依據，總結分析出相關(guān)的有利因素，用以指導止推軸承的使用。

1　帶鋼板型影響因素分析

帶鋼板型主要分兩種情況易造成止推軸承損壞，橫向切面呈楔形或者彎曲（鐮刀彎、S彎）。

為確保軋制的帶鋼厚度一致，同一組工作輥的中心高度位置要保持不變，改變的是帶鋼形變量。當來(lái)料帶鋼存在橫向厚度差，進(jìn)入輥縫后軋制力必然會(huì )橫向不對稱(chēng)分布，厚的一側壓下率大，軋制力大，工作輥單側撓性變形，帶鋼從厚側向薄側跑偏[1]，因工作輥與帶鋼表面接觸存在摩擦力，使工作輥受到從厚側趨向薄側的軸向力而移動(dòng)，止推軸承受力。

彎曲型帶鋼在前進(jìn)方向受張力，帶鋼傳動(dòng)側距離長(cháng)，帶鋼往傳動(dòng)側跑偏，反之則往操作側跑偏，受工作輥與帶鋼之間受摩擦力的影響，工作輥產(chǎn)生軸向力向邊部距離長(cháng)的一側移動(dòng)，止推軸承受力[2]。軋制時(shí)帶鋼板型不規則，以質(zhì)點(diǎn)的形式在平面上按照各種不規則類(lèi)型延展拉伸，提前檢測出帶鋼楔形、彎曲，通過(guò)控制好速度，彎輥、串輥等控制工藝，降低因板型異常產(chǎn)生的軸向力，可以有效避免止推軸承損壞。

2　中間輥影響因素分析

中間輥是一對帶有單邊錐度的輥子，可以軸向移動(dòng)起到調節帶鋼板型、松緊、跑偏的作用，在此過(guò)程中有兩個(gè)重要的影響因素使工作輥產(chǎn)生軸向力致使止推軸承損壞。上中間輥驅動(dòng)側帶錐度，下中間輥操作側帶錐度，中間輥在壓力狀態(tài)下與工作輥完全貼合，以上中間輥與工作輥為分析對象，假設沒(méi)有其它因素干擾的情況下壓下力為F，對其進(jìn)行軸向力分析[3]，見(jiàn)圖1。

F：壓下力；Fn1：軸向合力；β：中間輥錐度角，并且β=[0，90°]；μ：工作輥與中間輥、帶鋼的摩擦系數，經(jīng)查資料，0.05<μ<0.11[4]。

由式（3）可知，工作輥軸向合力與壓下力、錐度、摩擦系數均有直接關(guān)系，摩擦系數以及錐度確定，壓下力增大，軸向力隨之增大致工作輥軸向移動(dòng)，止推軸承受力易損壞。當Fn1=0，得0.05＜sinβ=μ＜0.11，可算出2.9°≤β≤6.5°，在未有其它因素干擾的情況下工作輥在軸向上處于平衡狀態(tài)，止推軸承受力為0；當Fn1＞0時(shí)，sinβ＞μ，工作輥朝著(zhù)有錐度方向移動(dòng)，止推軸承受力易損壞；當中間輥沒(méi)有錐度，即sinβ=0，工作輥失去調節機制，完全依靠摩擦力阻止工作輥移動(dòng)，帶鋼板型楔型或彎曲的情況下跑偏嚴重無(wú)法通過(guò)中間輥修正，工作輥產(chǎn)生軸向移動(dòng)，止推軸承受力易損壞。

彎輥力使中間輥、工作輥發(fā)生撓性形變[5]，彎輥力與壓下力同向為負彎，反向則為正彎，隨著(zhù)軋制力的增加輥縫凸度明顯趨于增大，所形成的帶鋼凸度明顯增加[6]。負彎狀態(tài)上中間輥兩端向外側頂起增大輥縫，如圖2，帶鋼中間薄邊部厚呈現出外圓弧狀態(tài)，工作輥、中間輥與之狀態(tài)楔合，工作輥在每個(gè)點(diǎn)上受壓力與支撐力，在軸向上互相抵消，工作輥不會(huì )橫移；正彎上中間輥將工作輥中心下壓，如圖3，帶鋼中間厚邊部薄呈現內圓弧狀態(tài)，工作輥、中間輥與之狀態(tài)楔合，工作輥在每個(gè)點(diǎn)上受壓力與支撐力，在軸向上互相抵消，工作輥不會(huì )橫移。因此適當調整彎輥，有利于工作輥在軸向的穩定性，保護止推軸承不受損壞。

3　側支撐影響因素分析

側支撐主要在側面支撐并阻止工作輥在軋制過(guò)程中隨著(zhù)帶鋼一起向前移動(dòng)，側支撐的受力主要來(lái)自于平衡梁與工作輥的推力。輥系示意圖如圖4，以上輥為研究對象，假設側支撐水平，則工作輥在輥縫關(guān)閉后與側支撐的靜態(tài)受力狀態(tài)如圖5，在三維直角坐標系內對其靜態(tài)力系進(jìn)行計算：

F：壓下力，Fx1、Fx2：出、入口側支撐產(chǎn)生徑向力；Fr：被軋帶鋼抗力；Fμ2：沿x軸的摩擦力；Fn2：工作輥軸向力；Fz2、Fz1：出、入口側支撐沿z軸的分力；Fb1、Fb2：出、入口平衡梁支撐力；角a、b：側支撐與工作輥軸向夾角；角c、d：側支撐與工作輥徑向夾角；角e：工作輥與軋制鋼帶抗力夾角；μ：帶鋼、側支撐與工作輥以及工作輥與中間輥的摩擦系數，假設其均相等。

①由式（8）可知，側支撐使工作輥產(chǎn)生軸向力的大小與壓下力、平衡梁支撐力、工作輥與側支撐徑向上的夾角c和d、工作輥與側支撐軸向上的夾角a和b以及角e有直接關(guān)系。角a、b、c、d、e∈[0，90°]，在此區間范圍內：

1）在徑向上，cosa、cosb遞減，壓下力不變，軸向力減??；在軸向上，sinc、sind遞增，壓下力不變，軸向力遞增。當a=b=0°，c=d=90°時(shí)，側支撐產(chǎn)生軸向力為Fn2=0。

2）工作輥徑與側支撐輥徑大小可以改變二者在徑向上的夾角的大小，如圖6，工作輥徑減小或側支撐輥徑增大，則夾角減小，當a或b≠0，工作輥軸向力減??；工作輥徑增大或側支撐輥徑減小，夾角增大，當a或b≠0，工作輥軸向力增大，因此小工作輥或大側支撐有助于保護止推軸承。

3）角度e與工作輥徑及壓下率有關(guān)系，工作輥徑相等，壓下率越大，角e越大，如圖7（a）所示；壓下率相等，工作輥徑大，角e越小，如圖7（b）所示。tane在區間內遞增，因此增大工作輥徑或減小壓下率可以減小角e，從而降低工作輥軸向力，減小止推軸承的受力。

②結合中間輥錐度導致工作輥的移動(dòng)關(guān)系可知，工作輥往中間輥錐度端移動(dòng)，在調整側支撐受力時(shí)，將有中間輥錐度端的側支撐夾角調小，使該端側支撐作用在工作輥的受力相較于另一端的大，工作輥會(huì )產(chǎn)生反向的軸向力抵消中間輥錐度產(chǎn)生的軸向力，當Fn1-Fn2≤Fμ2，即側支撐、中間輥各自產(chǎn)生的軸向力差的絕對值小于等于摩擦力，則工作輥處于穩定狀態(tài)，止推軸承不受力。

4　優(yōu)化調整前后對比

通過(guò)工作輥軸向移動(dòng)因素分析后，對各個(gè)產(chǎn)生不利因素的環(huán)節進(jìn)行了優(yōu)化改善，統計其中優(yōu)化調整前、后各半年軋制鋼種J5居多的損壞狀況，見(jiàn)表1。

由表1可知，針對問(wèn)題優(yōu)化調整后：①每個(gè)機架的損壞總數都有所降低，整體下降率41.7%。②每種損壞類(lèi)型都有所下降，其中磨損下降率22.7%明顯。③磨損的損壞率至多，無(wú)論是調整前或后均在55%以上。

5　結束語(yǔ)

通過(guò)上述分析，得知止推軸承的損壞是多種因素互相參雜造成的，要確保止推軸承的使用壽命良好，必須嚴格控制工作輥產(chǎn)生軸向力的因素，根據分析結果提出了6條措施，可有效預防止推軸承損壞：

①少軋制呈楔形、鐮刀彎等板型不良的帶鋼，或者提前檢測，做好操作工藝調整，使工作輥平穩。

②優(yōu)化中間輥錐度，原料入口的首個(gè)機架板型差，其中間輥錐度應，往后根據生產(chǎn)狀態(tài)可依次減小。

③在生產(chǎn)操作過(guò)程中，控制好彎輥工藝，隨時(shí)調整跑偏的工作輥。

④側支撐與工作輥的輥徑要適配，避免一大配一??；同時(shí)也要確保安裝的側支撐水平。

⑤側支撐機械位在中間輥錐度端調整帶呈夾角的狀態(tài)，與中間輥錐度互相抵消軸向力。

⑥降低壓下率或者使用較大的工作輥，盡量減小工作輥與帶鋼支反力的夾角。

【參考文獻】

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