支撑辊换辊装置的制作工艺优化

1 前言

1)济钢机械制造承担了某钢铁厂 4100mm热轧机项目中换辊装置的制作任务, 技术图样为奥钢联提供的, 换辊装置是轧机设备的重要组成部分, 其中支撑辊换辊装置装配精度要求高, 制作难度大。因此有必要优化装配制作工艺, 保证支撑辊换辊装置的顺利组装。

2)支撑辊换辊装置主要有换辊拖车和轨道两部分组成, 轨道装有两排内齿条与换辊拖车的传动小齿轮啮合, 轨道和拖车一起使用将支承辊组运送到换辊坑, 也被用来将工作辊换辊小车和工作辊运送到旁边的轧机跨。

2 技术难点

1)整个轨道由六节组成, 全长 43m, 要求装配后在全长上齿条及滑板的直线度小于 1mm, 两相对齿条中心距偏差小于 0.5mm, 内档尺寸公差为 0.1mm。在每节轨道架单独加工过程中, 工件需要几次装夹, 引起工件局部变形及找正的误差, 在装配时轨道架对接面处产生错位台阶, 齿条和滑板不能正确装配;每件轨道架长约 7米, 图纸对长度尺寸没有公差要求, 在全长累计误差的影响下, 如果齿条及滑板上的把合孔与轨道架上的丝孔都单独加工, 装配时就无法根据齿距要求来调整齿条的位置。采用常规的工艺方法不能满足装配要求。

2) 换辊拖车减速机通过齿轮啮合传动单蜗杆, 单蜗杆通过双蜗轮传动双小齿轮, 两小齿轮的中心线与箱体中心线夹角 50°。图纸技术要求两小齿轮中心距偏差小于 0.1mm, 与齿条啮合的两小齿轮上的齿必须同时在齿顶或齿谷, 拖车在齿条上传动时必须平稳。因此在加工过程中重点保证关键的形位公差要求, 在箱体加工中保证两轴孔与中心线夹角偏差小于 0.1°, 齿轮轴键槽中心与一个齿的齿顶中心不重合度偏差小于 0.05mm。装配完毕后, 检测结果为两小齿轮的对应齿形不能同时在齿顶或齿谷, 偏差约 1/4个齿形。说明在加工及装配误差的影响下, 不能保证精度要求很高的设计要求。在轨道内齿条也按照图纸装配后, 肯定不能实现同时啮合传动的情况, 整套设备就无法使用。换辊拖车及轨道的结构分别如图1和图 2所示。

3 装配过程中的工艺保证措施

3.1 轨道装配的工艺要点

根据轨道架的结构特点, 在加工装夹、吊运及存放过程中必然存在由于操作原因而引起变形的情况, 因此首先在 4 ×12m大型龙门铣床上利用数控对关键尺寸和形位公差进行检测 ( 图 2 中所示), 实测数据如 1表:(各轨道长度不同, 用 X代表长度值 )

根据实测数据, 首先将每件轨道端面对内档中心线的垂直度修正到要求值 0.05/1000mm范围内。按照图纸将每两相邻轨道架摆放好, 利用可调斜铁调整两轨道架的底部, 按内档找平找正并把合在一起, 按照内档宽度和两内档中心距实测数据最大值, 滑板面到内档上平面的距离实测数据最小值, 将两件轨道架一起修正到尺寸要求, 用直角铣头配钻并铰好 Ф50定位销孔。由于长度尺寸累计误差很大, 轨道架上的把合丝孔不能单独加工, 需要装配时根据齿条和滑板配合。利用大型设备将轨道架重新检测并一起找正加工的方法, 解决了由单件加工误差引起的装配时存在的问题。

3.2 换辊拖车与轨道的装配

1)在 6m×45m大型组装平台上, 利用可调斜铁调整轨道架底部, 将六件轨道架按装齿条的内档找平找正, 将轨道架把合好, 打入销轴。按图 2所示北面的一排齿条装好, 利用齿条样板或样棒调整好两相邻齿条间隙, 保证齿距要求, 配作好轨道架上的把合丝孔。

2)待换辊拖车装配好以后, 根据拖车双小齿轮的实际情况, 装配相对侧的齿条前端, 装配现场如图 4所示, 技术人员现场跟踪解决问题。放低支撑辊换辊车到适当位置, 保证与轨道中心线平行, 调整并检查相对侧的齿条前段, 利用塞尺测量如图 3所示齿条与齿轮非啮合端的间隙, 通过调整换辊车中心线的位置, 修正间隙偏差, 保证正确的齿间隙, 实测数据一端间隙为 1.25mm, 另一端间隙为1. 32mm, 数据在允许的公差要求范围内。配合好齿条的把合丝孔, 将剩余齿条全部装到相对侧。然后用换辊拖车的双小齿轮与调整好的两侧齿条在整个长度上相啮合, 保证啮合正确。然后安装键并固定在正确的位置。组装后整体试车, 换辊拖车在轨道上传动平稳, 无卡阻及噪音等现象,一次试车成功。证明该组装工艺方案正确, 可靠。

4 结束语

支撑辊换辊装置在用户现场投入使用至今, 运行正常。我们也对现场使用情况进行了跟踪服务, 换辊过程中整套设备运行平稳可靠, 在使用过程中没有出现任何质量问题, 并得到了用户的好评及现场奥钢联专家的认可。现场使用情况见图 5 所示。