短应力线轧机精度的研究

夏明星

（马鞍山市银鼎机械制造有限公司243000）

摘要：短应力线轧机是冶金轧钢生产中广泛应用的设备，生产企业需要保障轧机的各项参数，确保轧机生产线材的精度符合相关生产要求。基于此，本文从短应力线轧机的精度影响因素入手，阐述了银鼎公司采用的短应力线轧机优化技术，并对优化后的短应力线轧机进行性能检测，检测结果表明该技术可以推广应用。

关键词：短应力线轧机；轴承座；机芯

前言

市场经济的发展对社会生产提出了更高的要求，很多轧机制造商为了保障线材生产的精度，将研发的重点放在了短应力线轧机方面。短应力线轧机具有调整性能优异、刚度强及轴承使用寿命长等优势。为了进一步提升短应力线轧机的适应力，从整体上优化短应力线轧机的性能，制造企业需要进行轧机生产工艺的优化。

一、短应力线轧机精度的影响因素分析

在短应力线轧机生产线材的过程中，其生产线材的精度会受到径向刚度、轴向刚度以及机械设备加工精度等因素的影响。从径向刚度角度而言，其关键生产结构在于应力回线，主要涵盖拉杆、球面垫结构、承压套和轴承座等关键零部件，这些关键零部件承受的单位内力组成回线，将会对轧机的径向刚度造成影响，从而影响轧机的生产精度。因此，在开展短应力线轧机精度优化之前，技术人员需要明确影响其生产精度的因素。本文将轧机的径向轧制力分量设为Ph，将球面垫结构和拉杆间的距离设定为L1，将拉杆间的距离设定为W1，则轧机径向弹性变形的计算公式为：

观察上述计算公式可知，弹性变形量和L1、W1为正相关关系。弹性变形量的增加，会导致轧机刚度降低，从而出现弹跳变形，降低轧机生产线材的精度。因此，技术人员需要合理控制轧机球面垫结构和拉杆间的距离、拉杆与拉杆间的距离，通过相关参数的优化，提升轧机生产线材的精度。

从轴向刚度角度而言，轧机生产过程中的温度变化和坯料结构等因素，会对轧件的变形效果产生影响，对轧机轧辊产生径向力和轴向力双重作用，很容易使轧辊的关键部件出现轴向窜动，从而对轧机的刚度及生产精度产生负面影响。因此，技术人员需要采用相关优化手段，避免轴向窜动的出现，提升轧机生产线材的精度。

二、短应力线轧机精度的优化手段

（一）短应力线轧机精度优化技术要点

本文将银鼎公司生产研发的短应力线轧机为例，分析其精度优化技术。银鼎公司的技术人员主要从短应力线轧机的生产工艺和结构组成入手，进行短应力线轧机精度优化的创新研发，以期提升短应力线轧机的精密性，保障其各项性能的有效发挥。具体而言，技术人员主要通过以下要点实现短应力线轧机精度的优化：

1.改变关键零部件的材料

材料的性质会对结构的性能产生直接的影响，技术人员可以通过关键零部件材料的改进，实现短应力线轧机精度的优化。技术人员需要合理控制关键零部件的成分，通过成分配置的优化，发挥出材料的优异性能。具体而言，关键零部件的成分优化涉及到以下几点：

在保障零部件中基础钢性能的同时，减少结构中的碳含量，提升钢结构的冲击韧性以及延伸性；第二，控制钼和钒的含量，钼属于强碳化物，具有细化碳化物以及提升淬透性的作用，钒可以优化钢材料的强度及硬度，这两种元素的有效添加，可以提升结构的韧性；第三，控制镍的含量，零部件结构中的镍元素可以有效降低生产工艺对钢材料性能的损害，有助于钢材料强度的保障。但是在实际的生产过程中，镍元素的价格相对较高，为了保障经济效益，需要合理控制镍的含量。

第一，2.改变关键零部件的结构

技术人员可以通过关键零部件结构的优化，提升轧机内部结构的各项性能，从而提升短应力线轧机的精度。具体而言，技术人员可以从以下几个零部件入手：

球面垫结构，轴承座是短应力线轧机中承受冲击力较大的部位，技术人员可以在轴承座中应用球面垫结构，降低轴承座的承载力，使轴承座进行自适应调整，避免受力应变问题的出现，提升轧机的精度。

第一，防轴窜系统，通过上述分析可知，轴承座的自适应调整可以提升轧机的精度，技术人员还可以通过防轴窜系统的优化，降低轧机的轴窜量，实现轴承座的自适应调整。比如，改进轴承座和支撑结构间的约束条件；在轴承座结构中应用柔性间隙调整装置等。

第二，密封结构，技术人员需要在辊系以及拉杆系等密封结构应用更高强度的密封手段，如双重密封方式或者多重密封方式，从根本上杜绝短应力线轧机出现漏油问题。

第三，3.改变机械的传统结构

观察传统的短应力线轧机可以发现，轧机的机型相对紧凑，轧机内部结构中的辊轴传动侧空间狭窄，对短应力线轧机的精度造成负面影响。因此，针对这一问题，技术人员可以通过有限元分析方法，改进传统的轧机内部结构，提升其精度。比如，银鼎公司的技术人员在保障轧机机型紧凑的基础上，通过半连轴技术提升轧机的拉杆直径，将其设定为5mm，在很大程度上缩小了机械结构的装配间距。相关数据表明，该方法可以提升20%的刚度，实现短应力线轧机精度的优化。另外，技术人员还可以通过其他手段改进轧机的传统结构，比如，在结构中安装弹性胶体平衡装置，以此避免径向螺纹出现间隙；在上轧辊中安装轴向调整设备，在避免间隙出现的同时，保障半连轴技术的有效实施。

4.创新机芯更换技术

传统的短应力线轧机机芯更换流程相对复杂，需要花费四小时左右的时间，在很大程度上降低了生产效率，还会对装配精度产生负面影响。针对这一问题，银鼎公司研发了一种机芯整体更换技术，根据短应力线轧机的结构特征，研发并生产了机芯专用装配工具，该工具的应用大大缩短了机芯的更换时间，有助于生产作业效率的提升。与此同时，为了保障装配的精度，提升短应力线轧机的精度，银鼎公司在装配过程中应用了红外检测系统，在很大程度上优化了短应力线轧机的性能[1]。

（二）短应力线轧机精度优化效果

银鼎公司在实际机械生产中，采用了上述优化手段，取得了良好的成效。具体而言，上述优化手段的优势如下：轴承结构的优化大大减少了轧机结构的磨损，有助于轧机使用寿命的延长；有限元方法的应用，提升了轧机参数的准确性，提升轧机精度的同时，缩小了轧机占据的空间，从整体上提升了轧机的性能。在该企业生产的短应力线轧机运行过程中，其机械噪音被控制在55B以内；滑动轴承温升控制在30℃以内、温度控制在60℃以内；滚动轴承温升控制在42℃以内、温度控制在70℃以内；弹跳率值小于0.15mm；轴向窜动量小于0.1mm；径向刚度以及线材轧制精度可以提升近20%。由此可以看出，本文提出的短应力线轧机精度优化技术，具有较强的有效性，可以在实践生产中推广应用[2]。

结论：综上所述，短应力线轧机制造商需要认识到轧机精度的重要性，采用合理的技术手段保障其性能。通过本文的分析可知，制造企业可以通过关键零部件材料的优化、关键零部件结构的优化、轧机结构的优化及机械更换技术的创新，从整体上提升轧机的精度，从而生产出符合市场需求的线材。

参考文献：

[1]刘乔迁.短应力线轧机精度的改进措施[J].科技传播,2013,5(14):36+34.

[2]柯尊凤,甄根友.短应力线轧机轧制精度影响因素分析[J].冶金设备,2012(S1):39-41.