BD粗軋升降移送鏈拐臂軸承座改造方法

2012-02-28

作者：丁元剛
（日照市高級技工學校培訓處）

　　日照鋼鐵公司H型鋼廠是一家以生產H型鋼、槽鋼、工字鋼為主的軋鋼生產企業。H型鋼生產主體設備從意大利達涅利公司引進，電氣自動化控制系統源自德國西門子，部分輔助設備由意大利達涅利公司設計、國內制作而成。加熱——熱送——粗軋——連軋短流程生產工藝，熱裝率90%，經濟節能，其技術裝備和自動化程度屬先進水平。生產過程采用計算機自動化控制，萬能軋機為盤式無牌坊軋機，結構緊湊，軋機剛度高，并實現了機架離線組裝，離線調整，在線整機架更換的快速換輥技術。萬能軋機和軋邊機組成的十機架連續精軋機組，微張力控制，變形均勻，產品尺寸精度高。主導產品—H型鋼是國家十五期間重點推廣的十項技術進步產品之一，是一種具有優良的力學性能和優越的使用性能的經濟斷面鋼材，它結構自重輕，強度高，抗災能力強；連接方便，設計風格靈活豐富；便于機械加工、結構安裝，還易于拆除和再用。以H型鋼為主的鋼結構，工程施工速度快、精度高，安裝方便，質量易于保證。并且占地面積小，能有效地保護環境，適合于全天候施工。在世界發達國家應用廣泛、發展迅速。H型鋼廣泛用于工業和民用建筑、鐵道橋梁、市政建設、高速公路、核工業、造船業、航天工業、石化工業等諸多領域。
　　升降移送鏈是H型鋼生產線Z主要的機械之一，是一種有升降機構的連續輸送機械。其主要由液壓缸，一組移送鏈由四條鏈臂及鏈條、四套獨立拐臂（每套拐臂支撐一條鏈臂）、拐臂軸承座、SKFuc220軸承、調節桿、SAE60關節軸承、銷軸等組成。雖然不同型號的升降移送鏈拐臂軸承座的形式和布置方式不盡相同，但主要結構和基本組件上相同的。本設計是表著Z通用的原則進行設計的。
　　軸承座是Z主要的原件之一，其設計的性能的好與否，直接關系到整個系統，所以其的設計至關重要。考慮到以上所述的重要性，本設計采用Z通用的軸承座一剖分式軸承座。本設計之所以采用剖分式軸承座是因為其有如下優點：拆卸維修方便，檢查維護方便，承載強度高。這些都是剖分軸承座所必要的。
　　BD粗軋升降移送鏈的作用：BD粗軋移送鏈就是將從加熱爐熱送過來的鋼坯通過升降移送鏈臂鏈條傳輸到粗軋入口輥道，再通過輥道輸送到粗軋機進行粗軋。
　　BD粗軋升降移送鏈的結構：一組移送鏈由四條鏈臂及鏈條、四套獨立拐臂（每套拐臂支撐一條鏈臂）、拐臂軸承座、SKFuc220軸承、調節桿、SAE60關節軸承、銷軸及一件液壓缸等組成。升降系統由液壓傳動聯接拉桿連接四件拐臂，通過液壓缸伸縮控制升降移送鏈高低。
　　改造原因及方案：
　　任何機械設備從投產使用開始，都會由于磨損、腐蝕、維護不良、操作不當或設計缺陷等原因而使技術狀態發生變化，導致機械設備的性能、精度和效率不斷下降；還可能在生產過程中發生故障或損壞。原安裝移送鏈拐臂軸承座為標準件，材質為鑄鐵，整體很單薄且脆，在設備的正常使用過程中，由于此處有時操作人員操作不當會致使熱鋼坯撞擊鏈臂連帶損傷再加上本身設計的缺陷、摩擦、高溫和腐蝕等長期作用極易造成軸承座碎裂。影響了設備的精度、性能和效率，甚至發生過嚴重的設備損壞事故。在生產過程中，機械設備的損壞形式有事故損壞、自然磨損和腐蝕磨損等三種。
　　事故磨損是指由于操作不當、維護不良或設計缺陷等原因造成的設備損壞。這是人為的損壞，是可以避免的。
　　自然磨損的具體原因主要有以下幾種：
　　1）摩擦引起的磨損。機械零件在作相對運動時，其摩擦表面上的微小峰谷互相擠壓，使脆性表層逐漸脫落而磨損。①氧化磨損。零件相對運動表面上的微小峰谷與空氣中的氧化合成而生成與基體金屬接合不牢的脆性氧化物，該氧化物在摩擦中極易脫落，產生的磨損稱為氧化磨損。②摩擦生熱磨損當零件在高速重負荷和潤滑不良的情況下工作時，在表面峰谷處由于摩擦而產生高溫、接觸點硬度及耐磨性下降，甚至發生粘連、撕裂現象。這種磨損稱為摩擦生熱磨損。③硬粒磨損。如果零件的運動表面組織不勻，存在硬顆粒，或零件的運動表面間落入沙粒、摩屑、切屑等雜質，零件在相對運動中，硬粒或雜質會使零件表面擦傷甚至形成溝槽，這種磨損稱為硬粒磨損。④點蝕磨損。齒輪、軸承等滾動接觸表面，在相對過程中周期性地受到很大的接觸壓力，長時間作用，金屬表面產生疲勞現象，使得零件表面上產生微小裂紋和剝蝕，這種磨損稱為點蝕磨損。
　　2）化學腐蝕作用引起的磨損。運動零件表面受到酸、堿、鹽類液體或有害氣體的侵蝕，造成生銹或腐蝕，加快了磨損過程，這種磨損稱為化學腐蝕作用引起的磨損。
　　3）高溫作用引起的磨損。運動零件長期在高溫狀態下工作時，金屬的金相組織或化學成分發生變化，使零件表面的耐磨性、硬度降低，加快了磨損過程。這種磨損稱為高溫作用引起的磨損。
　　腐蝕損壞：設備上的非運動零件，由于與水、酸、堿、鹽等液體或有害氣體長期接觸，造成生銹或被腐蝕而損壞，稱為腐蝕損壞。
　　原軸承座設計結構為整體件，在更換軸承時，拆卸軸承座很不方便，每次在更換完調整軸承座位置時極不方便，另外在調整時也很容易把軸承座打碎。
　　一旦軸承座碎裂后，不得不重新更換一套拐臂（一套包括：拐臂、軸、軸承、軸承座），這樣加大了成本消耗和檢修的工作量。
　　改造方案：
　　1）為更換升降移送鏈拐臂軸承座時方便快捷，減少工作量，提高更換效率，將軸承座改為上下分體剖分式軸承座。
　　2）同時為節約成本，提高軸承座強度，增加軸承座的現場實用性，將原來的標準鑄鐵件，改為Q235或45#鋼加工件。
　　實施效果：
　　改造后的軸承座結構形式通過改造后跟蹤觀察，可以看到拐臂軸承座的運行效果較好，能夠保證軸承座的強度，同時方便了軸承座的更換安裝，減少了檢修工作量，整改后達到預期效果，效果較好。
　　效益分析：
　　通過技改改造，升降移送鏈拐臂軸承座的強度得到了提高，減少了設備事故，減少了備件材料的消耗（拐臂軸、拐臂、軸承）；因軸承座問題的更換牽扯的備件成本約合：2510元；共計4組：成本每年至少節約10040元；其中備件更換的人員工時節省費用無法計算。