论文部分内容阅读
[摘 要]一高线是二十世纪八十年代引进的一条进口生产线，迄今为止，轧制速度仍能保持在85米/秒左右，多年的使用过程中，由于设备的老化以及悬臂式轧机的结构特点，悬臂式中轧机机列密封进水进脏，严重影响设备的润滑系统，造成频繁换油和烧1轧箱；润滑油沿四列軸承压盖处外泄，对环境造成很大污染。针对此寻求的密封改进方式及应用效果。
[关键词]悬臂式 轧机 密封
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0221-01
1 概述
一高线作为二十世纪八十年代所引进的一条进口生产线，是由美国布兹波罗公司研制开发，瑞典、德国、美国以及中国等多国制造的一条具有悬臂式结构的高速线材生产线，迄今为止，一高线的线材轧制速度仍能保持在85米/秒左右，二十年的使用过程中，由于设备的老化以及悬臂式轧机的结构特点，逐渐暴露出了它的一些设计缺陷，主要表现为在轧辊轴处进水、进脏严重，润滑油沿四列轴承压盖处外泄，原有的两重密封结构和设计不能满足轧箱的使用要求，轧箱寿命缩短；影响机械设备的润滑系统，造成频繁换油，为此，我们必须对其进行改进。
2 改进思路
针对原来密封的防护容易突破，和密封材质易腐蚀的的现象，决定从这两方面入手解决：在辊箱轧辊轴与外界环境的结合面上设置多重密封，突破原有单调的迷宫盘加一骨架密封的结构形式，增加防护的层数；改进材质，在箱体与轧辊轴内部和外部两个密封位置做设计与改进。（1）、内部改进情况：改进轧辊轴与四列轴承压盖、密封的结构，对密封的材质进行合理的选择，达到实用、耐用的目的，压盖的结构应满足改进后密封的安装要求以及辊箱箱体的内部空间要求，从而达到不破坏箱体整体结构的目的；（2）、外部改进情况：改进铁“八”字板、迷宫盘的结构，在迷宫盘外侧加装防水、防进脏的密封装置，我们称之为“防水防脏密封套”，这是我们针对悬臂式轧机的工作特点，通过对中轧机轧钢时具体工作情况进行设计并制造的新型密封装置，为把密封套牢固的固定在迷宫盘上，对迷宫盘以及铁“八”字板进行重新设计、改进，已达到多层、多重防进水、防进脏的目的。
3 技术改造方案
3.1 四列轴承压盖与骨架密封的设计改进
四列轴承压盖骨架密封原为*230*265*16，其主要功能是防止箱体内润滑油的泄漏，但是不能有效地阻止外部冷却水的进入。改造后的密封在原有骨架密封的基础上，多加一道四氟橡胶密封【2】。该道密封的主要功能是对外部进水起到阻止的作用。为了使改造后的密封的使用寿命得以延长，我们在与密封配合处装以耐磨套，这样一来，更换和安装更容易。
3.2 “八”字板的设计与密封的改进
原“八”字板密封为双唇密封，双唇间均布进油眼，通过定期供油，增加密封的使用寿命和密封效果。但由于轧机轴向窜量大，外部环境差，氧化铁皮多，造成密封圈的使用周期的缩短，达不到密封的效果。在进脏的情况下，油眼堵死，润滑油到不了密封部位，造成密封圈的损坏。根据这一实际情况，我们对密封进行改造，将原来的双唇密封改为单唇密封。采用耐磨材料【2】，通过密封的高弹性，来保证与迷宫盘的密切接触，从而达到密封的效果。为延长密封使用寿命，我们对与密封相接触的迷宫盘和防水盘进行了耐磨处理，在接触部位高温喷涂氧化铬耐磨层。另外，改造后的密封圈不再使用润滑油，降低了油耗
3.3 迷宫盘与防水密封套的设计与改进
在实际生产中，导致轧机箱体内轴承易损坏的主要原因是大量的氧化铁皮、铁屑等的侵入。轧制线材时，由于悬臂式轧机的结构特点【1】，每架轧机均是靠辊箱内的两轧辊轴的相反方向的旋转来进行线材轧制（一为逆时针，一为顺时针）.
而在轧辊轴的两侧分别装有四列轴承、止推轴承，随着轧制过程中轧辊轴的旋转，浊环水对轧辊的冷却，且中轧机轧辊箱的相对轴向窜量较大，导致浊环水、铁屑等脏物进入箱体摇臂中，对轧辊轴上轴承造成损坏，从而大大缩短了轧箱的使用寿命，为此，我们通过多次的观察、实验，决定将迷宫盘加以改进，并在迷宫盘外部加以专用防水、防脏密封套，作为防止轧辊轴轴承遭到破坏的第一道屏障，在投入使用后，效果很好，至今一直在使用中.
4 关键技术及创新点
4.1 改进后密封技术要点
通过设计与改进后的密封系统则主要有四道屏障，一为紧固在迷宫盘外侧上的密封套；二为迷宫盘与铁八字板之间的单唇密封；三为四列轴承外侧压盖上的两套骨架式密封；原由如下：第一道屏障基本解决了轧制过程中氧化铁皮、铁屑等脏物的进入的问题；第二道屏障基本解决了浊环水的进入的问题；如果前两道屏障出现状况，则第三、第四道屏障便起到了更好的保护作用，从而有效地防止了脏物、浊环水对轴承、轧箱以及润滑介质的破坏。
5 实施效果
5.1 改进后效果
5.1.1 改进后对轧箱使用的效果
延长了在线轧机的使用寿命，改进后的轧箱使用寿命比改进前延长大约一个半月的时间，减少了更换轧箱的次数。
5.1.2 改进后对润滑油脂的效果
明显改善了润滑油的油质，改进前由于进水、进脏严重，润滑油质遭到破坏，循环润滑油箱需要频繁更换润滑油，改进前每月约需加油60桶，改进后每月约需加油15桶。
5.1.3 改进后对设备事故时间的影响
由于轧箱严重进水、进脏的情况得以控制，齿轮箱和轧辊箱的轴承工作环境得到改善，润滑效果良好，最大限度地控制了烧损轧箱的可能，原有的因烧损轧箱而工人师傅们加班加点修轧箱的恶性循环状况改善。事故时间减少，维修轧箱成本降低，工人的劳动强度得以改善。
5.1.4 改进后轴承漏油的效果
四列轴承外侧压盖上安装的的两道密封，在对内阻止漏油的基础上增加了对外阻止进水的作用，有效的减少了进水量，效果显著。 5.1.5 改进后对进水、进脏的效果
迷宫盘外侧的防水密封套有效地控制了大量氧化铁渣、铁屑等臟物的进入，很好的解决了因轧辊轴轴向窜量大引起的进水、进脏的难题。
5.2直接经济效益：
以一年来计算，维修轧箱总共减少21架次，每架轧箱在维修时需更换四列轴承两盘每盘3500元，止推轴承两盘每盘1500元，骨架密封2件每件350元，单唇密封2件每件200元。更换轧箱（立式）每次需要2.5小时，一年可降低事故时间为45小时，水平式轧箱需要3小时，一年可降低事故时间为18小时，油库润滑油每月可节约10桶，每桶价值2000元，按每小时产钢75吨，每吨钢效益150元来计算，一年可创效益：
（1）维修成本减少为：21*（3500*2+1500*2）=21万元（2）6#、8#轧箱减少更换次数所创效益：18*150*75=202500元（3）5#、7#轧箱减少更换次数所创效益：
45*150*75=506250元（4）一年少用密封所创效益：21*（350*2+200*2）=23100元（5）油库节省润滑油所创效益：10*12*2000=240000元
（6）设备改造所需费用：四列轴承处压盖加工费用5000元；铁“八”字板加工费用18000元；迷宫盘改进及加工费用12000元；防水密封套开坯及加工费用6000元；四列轴承压盖处密封加工费用12000元；迷宫盘与“八”字板之间的密封3000元；共计费用6万元左右。
上述效益合计：210000+202500+506250+23100+240000-56000=1128550元
5.3间接经济效益：
事故时间减少，维修轧箱成本降低，工人的劳动强度得以改善。轧箱进水、进脏的情况得以控制，齿轮箱和轧辊箱的轴承工作环境得到改善。润滑效果良好，明显改善了润滑油的油质。中轧机密封系统的改进与应用的成功，充分体现了开拓创新，勇于进取，必能解决设备在实际使用中出现的问题。进而激励大家将新设计，新改进，新思路应用于生产实践。
6 结语
中轧机组密封系统改造完成，效果很好，预精轧机组的进水、进脏问题还没有得到有效地遏制，所以，预精轧机组密封系统的改进急需解决，从根本上解决润滑系统的整体效果，降低油品消耗，节能环保。
参考文献
技术规程：【1】唐钢设备机动科，机械设备维护检修技术规程（一线），2003年8月25日发布，15-18页.
技术标准：【2】机械设计师手册（上册），机械工业出版社，2009年1月出版，345-352页.
[关键词]悬臂式 轧机 密封
中图分类号：TP393.08 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）01-0221-01
1 概述
一高线作为二十世纪八十年代所引进的一条进口生产线，是由美国布兹波罗公司研制开发，瑞典、德国、美国以及中国等多国制造的一条具有悬臂式结构的高速线材生产线，迄今为止，一高线的线材轧制速度仍能保持在85米/秒左右，二十年的使用过程中，由于设备的老化以及悬臂式轧机的结构特点，逐渐暴露出了它的一些设计缺陷，主要表现为在轧辊轴处进水、进脏严重，润滑油沿四列轴承压盖处外泄，原有的两重密封结构和设计不能满足轧箱的使用要求，轧箱寿命缩短；影响机械设备的润滑系统，造成频繁换油，为此，我们必须对其进行改进。
2 改进思路
针对原来密封的防护容易突破，和密封材质易腐蚀的的现象，决定从这两方面入手解决：在辊箱轧辊轴与外界环境的结合面上设置多重密封，突破原有单调的迷宫盘加一骨架密封的结构形式，增加防护的层数；改进材质，在箱体与轧辊轴内部和外部两个密封位置做设计与改进。（1）、内部改进情况：改进轧辊轴与四列轴承压盖、密封的结构，对密封的材质进行合理的选择，达到实用、耐用的目的，压盖的结构应满足改进后密封的安装要求以及辊箱箱体的内部空间要求，从而达到不破坏箱体整体结构的目的；（2）、外部改进情况：改进铁“八”字板、迷宫盘的结构，在迷宫盘外侧加装防水、防进脏的密封装置，我们称之为“防水防脏密封套”，这是我们针对悬臂式轧机的工作特点，通过对中轧机轧钢时具体工作情况进行设计并制造的新型密封装置，为把密封套牢固的固定在迷宫盘上，对迷宫盘以及铁“八”字板进行重新设计、改进，已达到多层、多重防进水、防进脏的目的。
3 技术改造方案
3.1 四列轴承压盖与骨架密封的设计改进
四列轴承压盖骨架密封原为*230*265*16，其主要功能是防止箱体内润滑油的泄漏，但是不能有效地阻止外部冷却水的进入。改造后的密封在原有骨架密封的基础上，多加一道四氟橡胶密封【2】。该道密封的主要功能是对外部进水起到阻止的作用。为了使改造后的密封的使用寿命得以延长，我们在与密封配合处装以耐磨套，这样一来，更换和安装更容易。
3.2 “八”字板的设计与密封的改进
原“八”字板密封为双唇密封，双唇间均布进油眼，通过定期供油，增加密封的使用寿命和密封效果。但由于轧机轴向窜量大，外部环境差，氧化铁皮多，造成密封圈的使用周期的缩短，达不到密封的效果。在进脏的情况下，油眼堵死，润滑油到不了密封部位，造成密封圈的损坏。根据这一实际情况，我们对密封进行改造，将原来的双唇密封改为单唇密封。采用耐磨材料【2】，通过密封的高弹性，来保证与迷宫盘的密切接触，从而达到密封的效果。为延长密封使用寿命，我们对与密封相接触的迷宫盘和防水盘进行了耐磨处理，在接触部位高温喷涂氧化铬耐磨层。另外，改造后的密封圈不再使用润滑油，降低了油耗
3.3 迷宫盘与防水密封套的设计与改进
在实际生产中，导致轧机箱体内轴承易损坏的主要原因是大量的氧化铁皮、铁屑等的侵入。轧制线材时，由于悬臂式轧机的结构特点【1】，每架轧机均是靠辊箱内的两轧辊轴的相反方向的旋转来进行线材轧制（一为逆时针，一为顺时针）.
而在轧辊轴的两侧分别装有四列轴承、止推轴承，随着轧制过程中轧辊轴的旋转，浊环水对轧辊的冷却，且中轧机轧辊箱的相对轴向窜量较大，导致浊环水、铁屑等脏物进入箱体摇臂中，对轧辊轴上轴承造成损坏，从而大大缩短了轧箱的使用寿命，为此，我们通过多次的观察、实验，决定将迷宫盘加以改进，并在迷宫盘外部加以专用防水、防脏密封套，作为防止轧辊轴轴承遭到破坏的第一道屏障，在投入使用后，效果很好，至今一直在使用中.
4 关键技术及创新点
4.1 改进后密封技术要点
通过设计与改进后的密封系统则主要有四道屏障，一为紧固在迷宫盘外侧上的密封套；二为迷宫盘与铁八字板之间的单唇密封；三为四列轴承外侧压盖上的两套骨架式密封；原由如下：第一道屏障基本解决了轧制过程中氧化铁皮、铁屑等脏物的进入的问题；第二道屏障基本解决了浊环水的进入的问题；如果前两道屏障出现状况，则第三、第四道屏障便起到了更好的保护作用，从而有效地防止了脏物、浊环水对轴承、轧箱以及润滑介质的破坏。
5 实施效果
5.1 改进后效果
5.1.1 改进后对轧箱使用的效果
延长了在线轧机的使用寿命，改进后的轧箱使用寿命比改进前延长大约一个半月的时间，减少了更换轧箱的次数。
5.1.2 改进后对润滑油脂的效果
明显改善了润滑油的油质，改进前由于进水、进脏严重，润滑油质遭到破坏，循环润滑油箱需要频繁更换润滑油，改进前每月约需加油60桶，改进后每月约需加油15桶。
5.1.3 改进后对设备事故时间的影响
由于轧箱严重进水、进脏的情况得以控制，齿轮箱和轧辊箱的轴承工作环境得到改善，润滑效果良好，最大限度地控制了烧损轧箱的可能，原有的因烧损轧箱而工人师傅们加班加点修轧箱的恶性循环状况改善。事故时间减少，维修轧箱成本降低，工人的劳动强度得以改善。
5.1.4 改进后轴承漏油的效果
四列轴承外侧压盖上安装的的两道密封，在对内阻止漏油的基础上增加了对外阻止进水的作用，有效的减少了进水量，效果显著。 5.1.5 改进后对进水、进脏的效果
迷宫盘外侧的防水密封套有效地控制了大量氧化铁渣、铁屑等臟物的进入，很好的解决了因轧辊轴轴向窜量大引起的进水、进脏的难题。
5.2直接经济效益：
以一年来计算，维修轧箱总共减少21架次，每架轧箱在维修时需更换四列轴承两盘每盘3500元，止推轴承两盘每盘1500元，骨架密封2件每件350元，单唇密封2件每件200元。更换轧箱（立式）每次需要2.5小时，一年可降低事故时间为45小时，水平式轧箱需要3小时，一年可降低事故时间为18小时，油库润滑油每月可节约10桶，每桶价值2000元，按每小时产钢75吨，每吨钢效益150元来计算，一年可创效益：
（1）维修成本减少为：21*（3500*2+1500*2）=21万元（2）6#、8#轧箱减少更换次数所创效益：18*150*75=202500元（3）5#、7#轧箱减少更换次数所创效益：
45*150*75=506250元（4）一年少用密封所创效益：21*（350*2+200*2）=23100元（5）油库节省润滑油所创效益：10*12*2000=240000元
（6）设备改造所需费用：四列轴承处压盖加工费用5000元；铁“八”字板加工费用18000元；迷宫盘改进及加工费用12000元；防水密封套开坯及加工费用6000元；四列轴承压盖处密封加工费用12000元；迷宫盘与“八”字板之间的密封3000元；共计费用6万元左右。
上述效益合计：210000+202500+506250+23100+240000-56000=1128550元
5.3间接经济效益：
事故时间减少，维修轧箱成本降低，工人的劳动强度得以改善。轧箱进水、进脏的情况得以控制，齿轮箱和轧辊箱的轴承工作环境得到改善。润滑效果良好，明显改善了润滑油的油质。中轧机密封系统的改进与应用的成功，充分体现了开拓创新，勇于进取，必能解决设备在实际使用中出现的问题。进而激励大家将新设计，新改进，新思路应用于生产实践。
6 结语
中轧机组密封系统改造完成，效果很好，预精轧机组的进水、进脏问题还没有得到有效地遏制，所以，预精轧机组密封系统的改进急需解决，从根本上解决润滑系统的整体效果，降低油品消耗，节能环保。
参考文献
技术规程：【1】唐钢设备机动科，机械设备维护检修技术规程（一线），2003年8月25日发布，15-18页.
技术标准：【2】机械设计师手册（上册），机械工业出版社，2009年1月出版，345-352页.