三辊连轧管机组轧制机架扩规改造设计.pdfVIP

钢管学会六届三次年会·论文集一工艺装备技术 三辊连轧管机组轧制机架扩规改造设计 覃宣1，王飞2，金强1，穆东2 (1．重庆赛迪冶炼装备系统集成工程技术研究中心有限公司，重庆401122； 2．中冶赛迪工程技术股份有限公司，重庆401122) 摘要：为了降低三辊连轧管机组轧制机架改造的成本、减少改造项目，提出了一种将轧辊装配中轴 承浮动端和固定端互调，减少轴承座安装用预应力螺柱规格的改造设计。通过力学以及设备空间位置校核， 证明该改造设计方案可以满足改造要求，且具有改造投入少、改造内容少的优点。 关键词：三辊连轧管机；轧制机架；改造；有限元 三辊连轧管机组(PQF)因其具有优质、高产、高效率、低消耗等优点，近年来在国内得到迅 猛发展和应用…。同时随着国内无缝钢管产能的扩大，市场竞争日益激烈，用户对无缝钢管产品的 需求也趋于多样化。为了在激烈竞争的市场中获得一定的市场份额，越来越多的无缝钢管生产厂希 望在低成本投入的条件下，对现有三辊连轧管机组进行扩规改造，以达到在一定范围内生产更多规 格的钢管适应市场需求的目的。轧制机架作为三辊连轧管机组的核心部件【2J，是扩规改造的重点， 轧制机架改造直接影响改造的可行性、经济型以及最终产品的质量。本文以西258nlnl连轧管机组扩 规到0340I／1Ill机组为例，提出一种改造投入低、改造工作简单可行的轧制机架改造思路。 1轧制机架设备结构 轧制机架作为三辊连轧管机组中的核心部件，主要由机架本体，轧辊装配、摆臂装配、轧辊平 衡装置等组成，轧制机架三维结构如图1所示。 图I轧制机架三维结构 轧辊装配主要包括轧辊、轧辊轴承、轧辊轴承座、锁紧螺母、轴套、端盖、密封件等零部件， 轧辊、轴承通过锁紧螺母、轴套等轴向定位在轴承座中，密封件和端盖起到密封防尘的保护作用。 摆臂装配的作用是通过预应力螺柱固定安装轧辊装配，摆臂自身通过销轴安装在机架本体上。轧辊 平衡装置通过平衡缸头部的滚轮或铰接装置连接摆臂，在轧制过程中，起到使摆臂始终紧靠压下缸 保持设定孔型的作用。 2轧制机架改造的制约因素 轧机扩规改造中，由于原有轧机设备结构的限制，不可能通过改造无限制增加钢管生产的产品 100 钢管学会六届三次年会·论文集一工艺装备技术 规格范围，并且如果规格范围扩大过多，即使能通过改造满足工艺要求，但改造项目会增多，改造 成本会激增。现在钢管厂为了应对市场竞争，对于成本的控制非常严格。因此在满足改造工艺要求 的前提下，减少改造内容，降低改造成本成为了改造设计的重点和难点。基于上述改造原则，在制 定改造增加产品规格时，考虑在不增加轧制力的前提下，尽量减少改造设备项目，增加轧制钢管规 格是比较经济合理的方案。 3轧制机架的优化改造设计 根据轧制机架的结构，①258mm机组扩规到①340rain机组，轧制机架主要部件机架本体、平 衡装置、轧辊装配、摆臂装配均需要进行力能和设备空间位置的校核。在轧制力不变的方案前提下， 轧制机架中机架本体，平衡缸力能参数经过校核能满足要求，并且设备空间位置不存在干涉，因此 机架本体、平衡缸不需要进行改造设计。对于轧辊装配，如图l，由于机组扩规，轧辊尺寸的增大， 主要是轧辊辊宽长度和轧辊名义直径的增大，为了保证轧制中心线维持不变，需要重新设计定位轧 辊轴承座。由于轧辊轴承座和摆臂相连接，轧辊轴承座位置发生变化，因此摆臂需要重新设计。从 图l可以看出：现有轧辊装配的设计中，轧辊轴承相对应于轧辊中心线两端对称，轴承固定端在非 传动侧，浮动端在传动侧。由于轧辊轴向尺寸的增大，轴承座位置需要向两端对称移动，相应的摆 臂上轴承座的定位销孔和安装孔位置向两端对称移动。将轴承座位置移动后的轧辊装配进行有限元 校核，校核结果如图2所示。 囊i{『 鳞 薛 (a)固定端应力分布 (b)固定端位移分布 图2初步改造方案的有限元校核结果 由分析结果可知：按照这种对称移动的方案，摆臂上轴