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论棒线材轧辊压下装置的设计与改进

论棒线材轧辊压下装置的设计与改进
    摘要:棒线材轧辊压下装置是轧钢中的重要设备,但传统装置普遍寿命不高、承受力和耐磨力度不够,操作复杂,安全系数低。通过简化结构、改进扭转辊的设计、提高棒线材轧辊压下装置的承受力和耐磨力等若干方面,有效提高棒线材轧辊压下装置的使用寿命和使用效率。
    关键词:棒线材轧辊压下装置;问题与故障;改进
    The design and improvement of rod and wire roll press-down device
Abstract: wire rod roller press-down device is an important equipment in steel rolling, but the traditional device of universal life is not high, the bearing force and the wear resistance is not enough, complex operation, low safety factor. By simplifying the structure, improved design, torsion roller improved affordability and abrasion resistance wire and rod roller press-down device and so on several aspects, effectively improve the rod and wire roll press-down device service life and efficiency in the use of.
    Keywords: wire rod rolling reduction device; problems and failures; Improvement
    棒线材轧辊压下装置是轧钢中使用最多的设备,一般压下装置由减速机构、电磁离合器、压下电机、检测装置及控制、压下螺杆螺母和止推轴承等构成。传统的棒线材轧辊压下装置使用寿命不高,轧件表面容易刮伤,操作较为复杂,也容易出现事故。随着轧钢技术的改进,棒线材轧辊压下装置也亟需进行不断改进,提高效率,使之易于操作,减少事故的发生。
    1.简化结构
    传统的棒线材轧辊压下装置中,当两套对称的装置串联时,中间通过离合器实现两套压下装置的联动。采用一套液压装置驱动一个四杆机构来实现离合器的开合,这种设计从理论上来说高效省力,但实际操作中运转不灵、调整困难,耗费了大量的时间精力。当单元数增多、单元可靠度减小时,串联系统的可靠反而下降,因此,在不影响装置功能的前提下,单元数即装置数量越少、单元可靠度越少,装置出故障的可能性也越少、可靠性越高。此外,由于装置的设计未考虑到防水、防锈等因素,在日常检修中常常检测到离合器锈蚀问题,加重了维修的工作量,即使装置较为先进,但是可靠性无法保证也不能最大限度的发挥其生产能力。
因此,简化结构,是解决该问题的重要方法之一,同时,用手动驱动来代替液压推动实现离合器的开合功能,有效减少装置数量,提高单元可靠度。此外,还可通过对齿式离合器的齿部采取氮化处理措施,对离合器整体外表做好防锈、防腐氮化处理工作,提高单元可靠度;在不影响装置正常运转的情况下,关闭多余装置单元。这种改进操作简便、方便维护,同时也将减少甚至避免离合部分过动作不灵的问题。
    2. 提装置耐受能力
    在检修棒线材轧辊压下装置的实践中,除了离合器容易被锈蚀,其他部分也经常会被锈蚀,水容易进入到传动机构内部,产生大量氧化皮;由于该套装置在工作时压下调整时机座中有轧件,压下行程比较大,因而在顶盖与蜗轮两端的接触面之间作用有很大的压力,且没有经过热处理,承载能力低,又加上周围的环境温度高,一旦上面提到的接触面润滑不好,薄弱件的表面极易被压溃,两接触面粘在一起, 有时粘死,同时接触面间相对滑动,连接部位被撕破后将出现胶合现象。总的来说就是,轧制现场高负载、高温且湿度大,环境恶劣,远远超出了棒线材轧辊压下装置的耐受能力。针对这些问题,可以采取一下相关举措:
    (1)在蜗杆输入/输出端以双密封替代单密封,解决传动部分进水问题;
    (2)提高端盖与顶盖的材质的强度。对与蜗轮接触并相对运动的接触面进行离子氮化处理,提高工件的表面硬度、耐磨性,使其具有高热硬性,提高钢的疲劳强度及抗腐蚀性,使工件即使在富含水和弱碱溶液等介质中也能不受腐蚀。此外,在端盖上增加润滑蜗轮一端的接触面的轴向油孔,增加另一面的径向润滑油槽的数量与尺寸,使受力较大的两个端面及压下螺纹副润滑更加充分。消除可能产生胶合的潜在因素,杜绝胶合现象的发生;
    (3)对零部件的外露部分做防锈、防腐氮化处理;
    (4)增加压下螺纹的螺纹部分和与顶块接触的球面部分的氮化处理;
    (5)摇轴与轴套间存在相对摆动,将其换为氮化钢后氮化处理相对运动的接触面;
    (6)锥面包络蜗杆代替普通的阿基米德蜗杆。提高蜗杆齿面的精度和传动效率、耐磨性, 有效增强了蜗轮的承载能力,从而强化了整个装置系统的可靠性。
    3.扭转辊的改进
    在棒线材轧辊压下装置中,轧辊呈水平布置,轧件断面大,扭转时需要较大的力矩,扭转导卫处顶管子、鄂板断、扭转辊坏以及轴承碎频繁出事故,扭转辊的消耗量大;扭转辊和扭转辊支架的强度较小且角度不稳定;轧辊换槽需要移动整个扭转调整导卫,将占用不少的生产时间。具体措施如下:
    (1)确定合理的扭转角度,合理的扭转角度对设计、安装和调整扭转装置有重要意义;
    (2)根据扭转角度和实际料型确定扭转辊孔型;
    (3)合理配制孔型,根据轧槽数确定扭转辊孔的数量和位置,使扭转辊孔型与轧槽孔型的中心线重合于轧制线;
    (4)根据实际空间和轴承的强度确定扭转辊辊径大小,另外还要求轴承能承受足够的轴向力。
    (5)根据强度和空间大小确定扭转辊支架和框架尺寸。出口扭转装置选择活动支架,下扭转辊用支架固定, 通过压缩弹簧调整上扭转辊的支架;
    (6)做好装置中弹簧的设计工作。弹簧既支撑上扭转辊,又使上扭转辊上下调整。在设计中,使弹簧的工作区间和上扭转辊压下行程保持一致, 设计弹簧时考虑到空间限制问题;
    (7)卫嘴设计。卫嘴是轧机出口导板和扭转装置入口导板,有能够使轧件顺利脱离轧槽,保持轧件能准确稳定地进入两个扭转辊之间的作用。因此,要依据轧辊与扭转辊的空间大小确定出入口导板的设计。
     4.改进装置磨损问题
    上支承辊的平衡装置主要用于平衡其轴承座、压下丝杆和丝母、液压缸和平衡框架等的重量,以消除各个部件间及其各部件内部的间隙,从而保证整套压下装置的轧制精度和稳定性。如果严重超出设计的数值,平衡系数过大,将使压下丝杆和丝母间接触压力和摩擦力增大,最终将加大压下丝杆和丝母的磨损。
上工作辊装置主要用于平衡辊装置、上工作上支承辊、工作辊接轴扁头及十字包等的重量,以消除工作辊的各个部件、工作辊和支承辊、支承辊和其轴承座之间存在的间隙。当启动工作辊时,工作辊和支承辊的辊面间将产生较大的摩擦力,以减少并避免工作辊与支承辊的打滑现象。当上工作辊装置处于平衡态势下时,如果上工作辊传动侧和操作侧的两侧平衡力不平衡就会造成上支承辊产生倾斜后果,从而使压下丝杆发生倾斜,在转动过程时加剧其与压下丝母间的磨损。
    压下丝母的润滑油槽没有倒角。在为拆下的已受磨损丝杆的润滑时,在丝杆旋转过程中,润滑油槽两边的棱角分明得像刀刃一样,将会使丝母上螺纹体的表面一片片被切削下来,加之上支承辊平衡力过大、压下丝杆倾斜两方面的诱因,将加剧这种切削磨损对装置的破坏力。
要有效减少装置磨损,减少压下丝杆和丝母的磨损,首先要严格控制整套压下装置的轧制精度和稳定性,保证上支承辊的平衡装置的平衡系数;其次,保持上工作辊传动侧和操作侧的两侧平衡力,降低工作辊和支承辊的辊面间将产生较大的摩擦力。此外,还要设置压下丝母的润滑油槽倒角,避免润滑油槽两边的棱角使丝母上螺纹体的表面被切削,减少切削磨损对装置的破坏力。
    综上所述,通过改进结构、提高棒线材轧辊压下装置零部件的耐受力,减少磨损等,可有效提高棒线材轧辊压下装置在轧钢工艺中的工作效率,提高设备使用寿命和减少事故等。
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网址:http://www.dgdxs.com/lunwen/wuli/1913.html
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