高速線材軋機(jī)錐套故障分析與改進(jìn)，高線技術(shù)
發(fā)布時間：2021-10-06 瀏覽：次
懸臂式高精度高速線材生產(chǎn)線的預(yù)精軋機(jī)、精軋機(jī)。預(yù)精軋機(jī)為平- 立交替布置, 精軋機(jī)為45°側(cè) 交布置, 其軋輥軸與輥環(huán)之間采用摩根進(jìn)口錐套式無鍵聯(lián)接。錐套(見圖1) 用于支撐和固定輥環(huán)。錐套裝入輥環(huán)的內(nèi)孔, 裝配時保證輥環(huán)以軋輥軸的軸肩定位, 然后通過專用液壓裝卸工具將錐套的錐形內(nèi)孔漲 緊在帶有錐度的軋輥軸和輥環(huán)之間。輥環(huán)內(nèi)孔與錐套外圓、錐套內(nèi)錐孔與軋輥間均為過盈配合面, 以此來保證錐套不會在軋輥軸上產(chǎn)生軸向的移動和周向的轉(zhuǎn)動。輥環(huán)、錐套軋輥軸間精確的裝配, 提高了產(chǎn)品尺寸精度。因摩根軋機(jī)進(jìn)口錐套價格昂貴, 成本高, 故逐漸采用國產(chǎn)錐套予以替代, 但在轉(zhuǎn)化過程中出現(xiàn)了錐 套斷裂、軋輥軸被研磨、輥環(huán)炸裂等事故。
2 、導(dǎo)致錐套出現(xiàn)故障的原因摩根式錐套的材質(zhì)為 SA E4142 合金結(jié)構(gòu)鋼(5 250 mm 錐套) 和A ISI17- 4PH 沉淀型耐熱不銹 鋼(5 150 mm 錐套)。其結(jié)構(gòu)(見圖2) 特點是錐套內(nèi) 孔較大, 錐套的壁較薄, 較高轉(zhuǎn)速為 10 990 röm in, 要求動平衡力矩達(dá)5 000 (N ·m ); 軋輥軸與錐套配 合的錐體處接觸面積大于85% , 并要求錐套尺寸及 形位公差精度高, 表面粗糙度為014, 內(nèi)錐孔形狀公 差為 IT 5 級, 外徑與錐孔的同軸度位置公差為 IT 6 級。錐套國產(chǎn)化時, 忽視了外方的加工規(guī)范和質(zhì)量驗 收標(biāo)準(zhǔn), 熱處理工藝導(dǎo)致了鋼材綜合性能差。若表面 未進(jìn)行鍍鉻處理, 則錐套的外表面易生銹; 打磨后其 尺寸很難達(dá)到要求, 造成了生產(chǎn)中事故的發(fā)生。拆卸下來的錐套在再次使用前要用尼龍網(wǎng)狀砂 紙仔細(xì)清洗內(nèi)錐面和外圓裝配面, 保證裝配面無銹 斑、毛刺、劃痕等表面缺陷; 再用皺紋紙將錐套擦干 凈, 用專用除油氟利昂溶液清洗, 表面潔凈后, 不得 再用手接觸錐套裝配面; 較后用專用裝配工具將錐 套插入輥環(huán)的內(nèi)孔。若砂紙?zhí)? 則會損傷錐套, 造 成錐套表面劃痕; 若砂紙?zhí)?xì), 則去污力太弱, 錐套 表面的氧化鐵皮不易去掉, 用皺紋紙將錐套擦干凈 的過程中, 皺紋紙會掉毛, 造成錐套表面留有毛塵, 很難清洗干凈。如果錐套表面清理、油污清洗不規(guī) 范, 且裝配不當(dāng), 則極易導(dǎo)致錐套研磨報廢。
若錐套與輥環(huán)過盈配合稍大, 則會造成錐套軸 向劃傷且難于裝拆; 若兩者間隙稍大, 則會造成錐套 徑向劃傷且銹蝕嚴(yán)重, 所以此配合尺寸至關(guān)重要。如 果在制造中只注重各零件的尺寸, 對裝配精度、形位 公差未給予足夠重視, 則零件加工過程中不可避免地 會產(chǎn)生的加工偏差, 較終綜合反映在裝配精度上, 使 裝配精度、配合公差達(dá)不到要求, 導(dǎo)致錐套提前報廢。3.1 、錐套材質(zhì)選擇及制造工藝改進(jìn) 常用摩根式錐套的材料為SA E4142, 對應(yīng)中國 材料為40CrM nM o。通過對錐套結(jié)構(gòu)材質(zhì)和工藝技 術(shù)的不斷探索及與摩根式錐套的對比, 較終選擇的 錐套材質(zhì)為40CrN iM oA。國內(nèi)外幾種錐套的化學(xué)成分如表1 所示。材料 40CrM nM o 和40CrN iM oA 熱處理和力學(xué)性能的比 較結(jié)果如表2 所示。因為錐套在大于800 ℃的高溫環(huán) 境下工作, 從表2 可知40CrN iM oA 是一種在高溫下 具有高強(qiáng)度和蠕變強(qiáng)度的高淬透性鋼, 經(jīng)調(diào)質(zhì)處理 后組織為均勻細(xì)針狀回火索氏體、游離鐵素體含量 ≤5% , 其熱處理和力學(xué)性能相對較好, 故選用 40CrN iM oA 作為錐套的材料。錐套制造的工藝流程為模鍛制坯→正火→粗車 →調(diào)質(zhì)→精切削→表面淬火→表面鍍鉻→研磨。(1) 正火處理, 去除應(yīng)力、改善切削性能;(3) 調(diào)質(zhì)處理, 溫度860±10°C 油淬, 610±10°C 回火, 硬度為269～ 312 HB (28～ 34HRC); (5) 表面鍍鉻, 增強(qiáng)錐套的耐磨性、預(yù)防生銹; ( 6) 研磨, 保證錐套內(nèi)孔與外圓的同軸度為 5 0102 mm。
(1) 生產(chǎn)中選擇合適的尼龍網(wǎng)狀砂紙型號, 用綢 布替代皺紋紙; 合理編制錐套清理的操作規(guī)范, 要求 操作人員嚴(yán)格按照操作規(guī)范執(zhí)行, 避免用手接觸裝 配面現(xiàn)象的發(fā)生; 徹底清洗軋輥軸, 保證裝配表面無 油脂; 錐套、軋輥軸接觸面低于85% 不再使用; 使用 專用的裝配工具。(2) 通過對進(jìn)口圖紙的加工公差、裝配精度重新 進(jìn)行查閱, 并對以前使用的情況進(jìn)行分析總結(jié), 規(guī)定 輥環(huán)和錐套間隙為 0101～ 0103 mm; 實行輥環(huán)和錐 套編號制, 輥環(huán)號和錐套號對應(yīng)安裝; 裝配時用木錘 或尼倉錘輕輕、均勻敲打, 嚴(yán)禁用鐵錘敲打, 徹底解 決因配合尺寸不合理引起的錐套報廢。通過以上改進(jìn), 錐套的使用壽命延長至3～ 5 個 月, 與進(jìn)口錐套使用壽命相當(dāng), 而價格僅為進(jìn)口錐套 的1ö3 左右。5 結(jié)束語 采用改進(jìn)工藝制造的國產(chǎn)錐套工藝技術(shù)可行, 且成本僅為進(jìn)口錐套的 1ö3 左右, 經(jīng)濟(jì)效益十分顯著。
