寶鋼熱軋廠現有HERKULES公司產WS600/450一16×5000型數控磨床一臺,承擔帶軸承箱的Fl一7精軋工作輥的磨削。該磨床最大加工直徑1.2m,最大加工重量16t,最大加工長度5m。該類磨床在國內鋼鐵業冷熱軋生產線中廣泛應用,采用其自己開發的HCC數字控制系統,軟件運行穩定,人機界面友好。但磨床整體剛性略顯得不夠(針對寶鋼2050熱軋輥來說)。特別寶鋼熱軋線大量投入使用Fl一3高速鋼工作輥后,使得該磨床狀態在高負荷下性能欠佳。

    一、床頭箱啟動力偶矩不夠

    大直徑熱軋輥在啟動時的驅動力偶矩很大,原設計的床;箱一級傳動皮帶打滑。大負荷時實測,75kW的床頭箱直流電毛啟動電流在208A時,電機皮帶盤打滑。

    1.托架兩托瓦分布形式不合理(圖1)

    寶鋼2050熱軋精軋工作輥的最大重量約為10t,兩個軸承座每個約重3t,后者已由兩個液壓軟支撐承擔了。因此,作用在軋輥靜態時的受力分析如下:
    假定重力W=9.81×104N
    底瓦支撐力Fb=W/cosl6. 5°= 1. 04 W, N
    側瓦支撐力Fs=W•tgl6.5°=0.296W, N
    軋輥旋轉時(底瓦處的摩擦因數為μ1,側瓦處為μ2)則:
    底瓦處摩擦力=Fbμ1=1.04 Wμ1 ,N
    側瓦處摩擦力=Fsμ2=0.296 Wμ ,N
    從而可知,床頭箱驅動軋輥旋轉的驅動力FD為:
    FD (摩擦力之和)=(1.04μ1十0.296μ2) W, N
    托架的圓弧半徑R=0. 315m,因此軋輥旋轉的驅動力偶距T為:
    T= FD•R=0.315(1.04μ1+0.296μ2)W,N•m     (1)
    如圖1,由于HERKULES公司的軋輥磨床托架采用的托瓦形式為90°側瓦(與垂直線夾角為90°)和較小傾斜角底瓦(與垂直線的夾角為16.5°)。可見,軋輥重量主要的依靠底瓦承擔。如(1)式結果,阻礙軋輥轉動的力偶矩集中在底瓦摩擦力偶距上。這是造成床頭箱啟動力偶矩不夠的一個因素。而德國WALDRICH公司生產的同類軋輥磨床,其托架兩托瓦分布形式為側瓦(與垂直線的夾角為65°)和底瓦(與垂直線的夾角為25°見圖2。兩片托瓦同時承擔軋輥重力Fs= W/cos25°=0.91 W, N;Fs= W/sin25°=0.42W,N;阻礙軋輥轉動的力偶距分散在兩片瓦上,便于軋輥啟動。

 

    另外,HERKULE公司90°側瓦的結構形式,造成托瓦潤滑油在瓦的表面很難集聚,而不易與輥頸間形成油膜,因此在實際生產過程中(1WS600/450軋輥磨床性能失效分析和維修式中的μ 值將很大;16.5°底瓦使用的是干油潤滑,與稀油推滑相比(1)式所示的μ1 值也將很大。這也是造成床頭箱啟動力矩不夠的一個因素。而WALDRICH公司的托瓦形式有利于托瓦表面形成油膜,同時兩托瓦均采用稀油潤滑,減小了啟動力偶矩。

    2.床頭箱傳動級數不夠
    HERKULES公司該型號磨床床頭箱采用二級傳動結構,一級為皮帶傳動,二級為鏈條傳動。各級傳動輪之間的直徑值相差很大,但傳動軸之間距離卻很近,造成皮帶的包角很小,損失了一部分轉矩。因此,雖然床頭箱電機功率為75kW,但傳動比過小,傳遞到花盤的轉矩不夠,是造成床頭箱啟動力偶矩不夠的另一個因素。而WALDRICH公司生產的同類軋輥磨床,床頭箱采用三級皮帶傳動結構。床頭箱電機功率雖為50kW,但其傳動比大,傳遞到花盤的的轉距反而大很多。 

    3.改善維修
    軋輥驅動力偶矩不夠,最好的解決辦法是:在三角皮帶的松邊增加一套壓緊輪裝置(壓緊輪直徑l00mm)如圖3所示,使電機皮帶的包角增加到180°,并將原XPA3000的三角皮帶更換成XPA3150,可以有效提高傳動效率,避免啟動時電機打滑現象。

    同時改變原托架托瓦的出油方

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