曼氏穿孔机轧辊箱改造设计
2012-02-07作者：宋延亭 顾智春 孙吉成
（烟台鲁宝钢管有限责任公司
摘 要：为了适应大口径无缝钢管生产需要，对与Accu-Roll轧管机相配套的φ100mm曼氏穿孔机进行改造，重新选择轴承，改造轧辊箱，从而提高了轧制力和轴承的使用寿命，使产品规格扩大到φ159mm，满足了生产工艺的要求。
关键词：无缝钢管；曼式穿孔机；轧辊箱；轴承
烟台鲁宝钢管有限责任公司（简称鲁宝钢管厂）热轧机组中的Accu-Roll轧管机是从美国引进的世界台精密无缝钢管机组。该设备机械性能好、产品精密度高，但与其相配套的φ100mm曼氏穿孔机是国产五十年代的设备，产品规格范围为φ63～133mm。为发挥先进轧机的能力，开发优质φ159mm钢管，满足市场需求，必须对曼氏穿孔机进行改造。
1、轧辊箱的改造
原φ100mm曼氏穿孔机组轧辊装配装置为转鼓式，如图1所示。
图1 转鼓式轧辊装配装置
此装置的特点是：
（1）可以根据工艺要求进行送进角度调整。
（2）调整角度机构用电机驱动链条、转动转鼓。
（3）角度调整好后，使用齿条锁紧装置锁紧。
此装置的缺点是：
（1）工艺要求穿孔机轧辊尺寸为φ700mm×500mm，如果仍采用转鼓形结构，转鼓的角度将会增加较大，而固定不变的穿孔机牌坊将容不下这样大的转鼓。
（2）轧辊角度调整及锁紧装置不合工艺要求，角度调整好后，轧制过程中，角度经常跑动，造成许多轧制事故。
以上两点说明，改造轧辊转鼓装置是必要的。根据轧辊尺寸调整角度的要求，设计轧辊箱的形式如图2所示。
图2 改造后轧辊箱形式
2、轧辊箱的设计及轴承的选择
由于产品规格的变化，轧制力增加，因此必须对轴进行重新设计，重新选择轴承。改造前后轧辊尺寸及轧制能力的变化见表1。
表1 轧辊尺寸及轧制能力参数变化
2.1 轴的设计
轴的设计简图如图3所示。图3中，输入端轴头至轧制中心线长度确保860mm，轴总长1455mm。输入端轴径φ180mm，轧辊尺寸φ700mm×500mm。
图3 轧辊轴设计简图
轴的受力情况见图4。通过一系列的受力分析、应力计算、危险断面强度计算、刚度校核，证明所设计的轴的强度是合理的。
图4 轴的受力简图
2.2 轴承的选择
首先选用的是双列向心球面滚子轴承，据机械设计手册选用轴承型号3740（GB288-87）。该轴承外圈滚道表面是以轴承中点为中心的球面，能自动调心，且具有较大的径向承载能力。对轴承寿命进行计算，结果如下：
LHA=5.31 (d)LHB=5.95(d)
此轴承寿命远远满足不了生产的需要，于是选用3644型号，计算寿命,结果为：
LHA=8.5(d) LHB=9.6(d)
同样满足不了生产的需要。
但是考虑到轧辊中心与万向接轴联接处距离已定，不能再增大轴承型号，即B处轴承宽度不能再大了。为了消除A处轴承所承受的轴向力，在A处加上两个止推轴承，型号为9039244（GB5859-84），该端相应增加轴长度169mm，以承受穿孔过程中所出现的双向轴向力。这样A、B两处的轴承只承受径向力，工作状态有了很大的改善，从而提高了轴承寿命。
3、结束语
历经4年，产量近20万t的实践证明，鲁宝钢管厂轧辊装配箱的改造是非常成功的，轴的设计合理，尤其是上述两种型号的轴承寿命，均超出原寿命值的21倍以上，同时轧辊箱的设计及锁紧装置设计合理，很好的满足了生产工艺的要求。
来源：《山东冶金》