2800四辊中板轧机

2800四辊中板轧机平衡块故障原因及分析摘要:安刚集团二轧厂2800mm四辐中板轧机平衡块易发生泄露和螺丝断裂，通过技术分析，发现故障是由于在轧制过程中滑板间隙过大引起的冲击而产生的，并不是因为疲劳磨损产生的。通过调整间隙能够解决故障，延长了平衡块使用寿命。关键词：平衡块柱塞镀层螺栓强度间隙一、 前言安钢集团公司第二轧钢厂2800mm四辐中板轧机在轧制过程中采用上支撑辐欠平衡，上工作辐过平衡的平衡方式，结构上采用柱塞缸液压装置，在正常生产时，上工作辐的柱塞液压缸频繁出现密封损坏、柱塞镀层脱落、法兰螺栓断裂的现象，通过技术分析，发现了故障产生的原因，在实际生产中提出了解决办法。二、 平衡块结构由于工作场地的限制，上工作辐的柱塞与下工作辐的活塞缸设计成一个整体，统称为平衡块。平衡块固定在轧机机架上，共有四个，分布于四个角落。当P口进油时，柱塞伸出顶住上工作辐的轴承座耳，使其紧紧贴住上支撑辐。图示为平衡块上腔结构示意图，主要由法兰、柱塞、上下铜套及密封组件组成。2.1柱塞柱塞材料采用45#钢锻制而成，外表面镀铬0.03-0.05mm并作镜面处理，具有较高的强度、硬度HBS300-700,耐磨性高，柱塞顶端加工有凹孔，装有自卫块与压垫（材料为42CrMo），自卫块与工作辊轴承座直接接触，压垫与自卫块接触面是球形。自卫块在柱塞内可做3°-5°的倾斜，以适应工作辊在轧钢过程中的晃动。2.2密封组件密封组件采用V型密封，由压入环、骨架、密封、支撑环四部分组成，密封的材料为耐油硅胶，压入环、骨架、支撑环材料为聚四氟乙烯。2.3上下铜套上铜套与下铜套分别装在密封组件的上下两侧起到导向柱塞运动及固定密封组件的作用，材质为2CuAl10F3。2.4其它压盖螺丝采用了高强度内六方螺丝M24X80，10.9级，抗拉强度达到1000MPa,抵抗拉伸能力强。三、故障现象及影响在实际生产中，平衡块故障主要表现为渗漏以及法兰螺栓断裂。当平衡块发生渗漏现象时，同时柱塞表面出现镀层脱落或者划痕，严重时渗出的油液带有粉状物质，经检验确认为密封磨损。法兰螺栓断裂频繁，更换新螺丝也出现同样情况，螺栓无拉长或者螺纹磨损变细现象。这些故障的发生严重影响了正常的生产节奏，当渗漏现象开始出现时，如果不及时处理，两三天之内渗漏量会急剧扩大，直至无法控制，被迫停止生产，更换平衡块，检修时间约为三个小时，直接经济损失最少1百万兀。四、原因及其分析4.1V型密封磨损分析V型密封常见的失效形式有：过度磨损、挤出现象、老化和变形。现场发生泄漏现象的平衡块密封使用时间很短，寿命不超过三个月，打开检查后发现密封唇边严重磨损，甚至出现粉末状，有的是密封直接断裂；与之相配的柱塞表面有不同程度的划痕或镀层脱落现象；上铜套内表面也严重磨损有划痕状，经测量，铜套内径均有不同程度的增大。柱塞与铜套之间接触间隙应保持在0.05-0.15mm之间，当间隙过大，铜套固有的导向型就会丧失，使柱塞在上下动作过程中产生了一定的晃动量，加大了与密封唇边之间的摩擦，使密封磨损加剧，这是V型密封损坏的原因。4.2柱塞磨损分析柱塞与铜套的间隙为何会变大？柱塞在顶端装有自卫块，可自由倾斜3°—5°，一定程度上可以吸收工作辊的晃动，始终使柱塞只承受垂直方向的力，而不承受水平方向的冲击。在实际应用中，工作辊与平衡块之间的间隙S设计为1-1.5mm,当S值过大超过5mm以上时，工作辊的晃动量会非常明显，大大超过了自卫块本身自动找正的能力，冲击力F会直接作用在柱塞上，使柱塞与铜套之间摩擦加剧，磨损加大，导致了柱塞的镀层脱落，间隙变大。4.3法兰螺丝断裂分析1） 拉伸强度验算该螺丝为M24X8010.9级的高强度内六方螺丝，抗拉强度为1000MPa。工作油压：p=13.5MPaV型密封直径：Z210mmXZ180mm法兰螺栓数量：7条贝0：O螺=F/S=39.2MPaO螺：每条螺丝承受的拉伸应力F： 每条螺丝承受的拉伸力S： 螺丝横截面积O螺VV[。]由此可见，螺丝断裂不是因为拉伸引起的。2） 剪切力计算：[t]=。/s=[o]X0.9/s=105.88MPa[t]:许用切应力os:屈服极限sp:安全系数,查机械手册得8.5F剪=[t]XSX7=33.6吨即当工作辊晃动量过大，使柱塞晃动产生的力大于33.6吨，就有可能使螺丝断裂。五、预防及解决办法1、 严格控制工作辊与滑板之间间隙S,可通过调整工作辊和平衡块上的滑板厚度来获得，以减少冲击，防止柱塞晃动，消除剧烈磨损。2、 在维修过程中，注意保证柱塞表面光洁度为镜面。3、 柱塞与铜套之间间隙均匀，铜套内表面光洁度不低于6.4。4、 保证接触面的清洁。六、结语根据现场的实际情况，提出了分析平衡块故障的新思路。适合