论文部分内容阅读
前言：
立辊作为热轧卷板开卷后的导向对中装置在螺旋焊管机组中的应用最为常见，在螺旋焊管机组卷板开平后至成型前工序中一般设立三组或三组以上立辊，通过调整立辊的位置，使钢板沿着预订的方向进入成型设备。螺旋焊管焊接一般采用埋弧焊接，焊接对板材宽度要求比较严格，否则难以控制焊管成品的直线度及管径，而其生产所采用的原料为热轧卷板，宽度方向的尺寸精度不高，特别是未经纵剪过的热轧卷板毛料，即使是纵剪机组裁剪过的带钢，在长度方向上也存在蛇形弯现象，这些原料上的缺陷都要靠立辊定位板边来弥补。当带钢宽度小于立辊开口时，立辊会和带钢脱开，带钢脱离；当带钢宽度大于立辊开口时，立辊会将带钢挤变形，这些都不利于焊接；更为严重的是，一旦立辊损坏无法旋转，将会造成带钢板边拉伤，对焊接造成严重影响，无法正常生产。
在螺旋焊管成型过程中，带钢的“镰刀弯”会不断的改变成型角，导致焊缝间隙的变化，从而产生开缝、错边甚至搭边，严重影响焊接质量，需要控制立辊纠偏以减少带钢“镰刀弯”所带来的不利一影响。立辊不论何时都与原料带钢有着紧密联系，足见立辊在螺旋焊管生产中的重要性。为了使立辊更好的发挥作用，减少损坏，本人结合多年现场经验，对立辊结构进行分析改进，通过实践证明，取得了良好的效果。
布局分析：一般螺旋焊管机组在剪板机前设立一组立辊，在剪焊机后递送机前设立一组立辊，剪焊机前后立辊用来调节钢板在对头焊过程中板头板尾的对中，在成型前设立一组立辊，成型前立辊确保板边沿预设方向进入成型设备。一条螺旋焊管机组至少要设立三组立辊装置。
受力分析：立辊的主要作用就是使板边定位，因此立辊大部分承受板边与立辊之间的滚动摩擦力，由于板面与立辊不是绝对垂直，所以立辊既承受轴向力，又承受径向力。当立辊开口小于板宽时，板边为能通过立辊而对立辊产生径向挤压，使立辊承受板边变形阻力。根据本人多年的实践经验，成型机前立辊受力最大，也最容易损坏。
材质分析：由于立辊承受板边与其之间的动摩擦力，其辊面承受板边巨大径向压力，因此要提高立辊使用寿命，辊面硬度一定要远大于热轧钢板，且要耐磨，否则辊面容易拉出深槽，影响定位质量及板边质量。现立辊材质一般选用GCr15或6Wsi ，辊面经过热处理硬度达到HRC。
立辊结构分析：一般情况下，在板宽度范围变化比较大的时候，如未经纵剪裁剪过的热轧卷板，当钢板宽度突然增加，立辊传动一般采用丝杠丝母传动，丝杠丝母传动机构具有自锁功能，立辊无法自行退让，就有可能将立辊顶死使钢板卡住无法运转，因此在这种情况下一般采用丝杠丝母传动立辊配合液压立辊，丝杠丝母传动立辊定位一侧板边，液压立辊依靠液压缸系统压力保持恒定夹紧另一侧板边。当钢板宽度减小时，立辊在液压缸的推动下向内运动，立辊开口度随之减小，保证立辊始终压紧带钢边缘，当钢板宽度增大时，立辊承受的径向力大于液压缸向内的系统压力，液压缸就会向外退回，立辊开口随之增加，避免钢板卡死。在使用丝杠丝母传动时，丝杠丝母多为梯形粗牙螺纹，以防止板宽突然增加时丝母受力过大而粘死。当使用板宽范围控制较好的原料时，如纵剪机组裁剪过的卷板，一般采用丝杠丝母传动立辊，为合理利用空间及保证设备，成型前立辊为手动丝杠丝母传动立辊，其余为电动立辊，即电机带动行星减速机传动丝杠使立辊前后移动。手动立辊靠滑槽导向，电动立辊卡阻易造成电机烧坏，因此其对导向精度要求较高，一般采用导向杆导向。
立辊座装配结构分析：立辊座的装配好坏直接影响立辊的使用寿命及维修更换效率，目前现场立辊座装配方式可分为两种，一种为立辊轴轴上无轴承定位台阶，靠添加定位套来定位，另一种为立辊轴带轴承定位台阶，轴承可靠轴来定位，无论是哪一种轴承定位方式，立辊轴都不能转动，设计上都设计有轴的锁紧装置。现针对这两种立辊座装配方式进行分析讨论，以优化设备。图一为立辊轴承靠定位套定位的装配结构，轴承外圈靠立辊内台阶及轴承压盖来定位，轴承内圈都要靠定位套来定位，安装时要将两定位套套在立辊上，对准立辊座上下轴孔，将立辊轴从上至下穿入立辊后锁死立辊轴，安装时不易对孔，安装较不方便，且下定位套由于受力磨损比较快，使用一段时间后若不及时更换定位套，会造成立辊下辊盖磨损，若立辊轴承损坏更坏，将造成很大麻烦，同时辊座也会造成磨损。这种装配结构的立辊座使用寿命比较短，容易损坏，且维修不方便。
图一
1、下定位套 2、立辊座3、轴承压盖螺栓4、立辊5、轴承6、立辊压盖7、上定位套8、立辊轴9、压板10、压板螺栓
图二为立辊下轴承靠立辊轴定位台阶定位的辊座装配结构，辊座在此分为两部分，一部分为辊座，另一部分为辊座压板，压板与辊座依靠台阶定位，螺栓连接，轴承外圈同样靠立辊内台阶及轴承压盖定位，下轴承内圈靠立辊轴台阶定位，上轴承内圈靠定位套来定位。安装时，可将立辊轴先行装入立辊中，将上定位套套入立辊轴上，然后将立辊轴下端装入辊座中，盖上立辊座压板，用螺栓固定好辊座压板，将立辊轴锁死。此结构定位套不易磨损，轴承定位可靠，立辊轴承压盖不会磨损，立辊可靠性好，不易损坏，且更换安装方便，便于维修。基于上述两种立辊座结构的实际使用效果，本人已通过技改技措对本企业部分立辊座结构进行改进，改进后立辊座故障率大幅减少，节约了备品备件，且提高了维修效率，真正为企业实现了降本增效。
图二
1、立辊座2、立辊轴3、立辊压盖4、压盖螺栓5、轴承6、立辊7、定位套8、辊座压板9、压板10、螺栓11、辊座螺栓
结语：
立辊装置是焊管机组中必不可少的设备，在机组设计及工艺上都应该充分考虑立辊的结构，如何使立辊有效的控制带钢定位线，延长立辊使用寿命，减少立辊损坏造成的影响，改善立辊的工作状况，使其更好的发挥其应有的作用，是此次立辊结构分析改进的重点。
立辊作为热轧卷板开卷后的导向对中装置在螺旋焊管机组中的应用最为常见，在螺旋焊管机组卷板开平后至成型前工序中一般设立三组或三组以上立辊，通过调整立辊的位置，使钢板沿着预订的方向进入成型设备。螺旋焊管焊接一般采用埋弧焊接，焊接对板材宽度要求比较严格，否则难以控制焊管成品的直线度及管径，而其生产所采用的原料为热轧卷板，宽度方向的尺寸精度不高，特别是未经纵剪过的热轧卷板毛料，即使是纵剪机组裁剪过的带钢，在长度方向上也存在蛇形弯现象，这些原料上的缺陷都要靠立辊定位板边来弥补。当带钢宽度小于立辊开口时，立辊会和带钢脱开，带钢脱离；当带钢宽度大于立辊开口时，立辊会将带钢挤变形，这些都不利于焊接；更为严重的是，一旦立辊损坏无法旋转，将会造成带钢板边拉伤，对焊接造成严重影响，无法正常生产。
在螺旋焊管成型过程中，带钢的“镰刀弯”会不断的改变成型角，导致焊缝间隙的变化，从而产生开缝、错边甚至搭边，严重影响焊接质量，需要控制立辊纠偏以减少带钢“镰刀弯”所带来的不利一影响。立辊不论何时都与原料带钢有着紧密联系，足见立辊在螺旋焊管生产中的重要性。为了使立辊更好的发挥作用，减少损坏，本人结合多年现场经验，对立辊结构进行分析改进，通过实践证明，取得了良好的效果。
布局分析：一般螺旋焊管机组在剪板机前设立一组立辊，在剪焊机后递送机前设立一组立辊，剪焊机前后立辊用来调节钢板在对头焊过程中板头板尾的对中，在成型前设立一组立辊，成型前立辊确保板边沿预设方向进入成型设备。一条螺旋焊管机组至少要设立三组立辊装置。
受力分析：立辊的主要作用就是使板边定位，因此立辊大部分承受板边与立辊之间的滚动摩擦力，由于板面与立辊不是绝对垂直，所以立辊既承受轴向力，又承受径向力。当立辊开口小于板宽时，板边为能通过立辊而对立辊产生径向挤压，使立辊承受板边变形阻力。根据本人多年的实践经验，成型机前立辊受力最大，也最容易损坏。
材质分析：由于立辊承受板边与其之间的动摩擦力，其辊面承受板边巨大径向压力，因此要提高立辊使用寿命，辊面硬度一定要远大于热轧钢板，且要耐磨，否则辊面容易拉出深槽，影响定位质量及板边质量。现立辊材质一般选用GCr15或6Wsi ，辊面经过热处理硬度达到HRC。
立辊结构分析：一般情况下，在板宽度范围变化比较大的时候，如未经纵剪裁剪过的热轧卷板，当钢板宽度突然增加，立辊传动一般采用丝杠丝母传动，丝杠丝母传动机构具有自锁功能，立辊无法自行退让，就有可能将立辊顶死使钢板卡住无法运转，因此在这种情况下一般采用丝杠丝母传动立辊配合液压立辊，丝杠丝母传动立辊定位一侧板边，液压立辊依靠液压缸系统压力保持恒定夹紧另一侧板边。当钢板宽度减小时，立辊在液压缸的推动下向内运动，立辊开口度随之减小，保证立辊始终压紧带钢边缘，当钢板宽度增大时，立辊承受的径向力大于液压缸向内的系统压力，液压缸就会向外退回，立辊开口随之增加，避免钢板卡死。在使用丝杠丝母传动时，丝杠丝母多为梯形粗牙螺纹，以防止板宽突然增加时丝母受力过大而粘死。当使用板宽范围控制较好的原料时，如纵剪机组裁剪过的卷板，一般采用丝杠丝母传动立辊，为合理利用空间及保证设备，成型前立辊为手动丝杠丝母传动立辊，其余为电动立辊，即电机带动行星减速机传动丝杠使立辊前后移动。手动立辊靠滑槽导向，电动立辊卡阻易造成电机烧坏，因此其对导向精度要求较高，一般采用导向杆导向。
立辊座装配结构分析：立辊座的装配好坏直接影响立辊的使用寿命及维修更换效率，目前现场立辊座装配方式可分为两种，一种为立辊轴轴上无轴承定位台阶，靠添加定位套来定位，另一种为立辊轴带轴承定位台阶，轴承可靠轴来定位，无论是哪一种轴承定位方式，立辊轴都不能转动，设计上都设计有轴的锁紧装置。现针对这两种立辊座装配方式进行分析讨论，以优化设备。图一为立辊轴承靠定位套定位的装配结构，轴承外圈靠立辊内台阶及轴承压盖来定位，轴承内圈都要靠定位套来定位，安装时要将两定位套套在立辊上，对准立辊座上下轴孔，将立辊轴从上至下穿入立辊后锁死立辊轴，安装时不易对孔，安装较不方便，且下定位套由于受力磨损比较快，使用一段时间后若不及时更换定位套，会造成立辊下辊盖磨损，若立辊轴承损坏更坏，将造成很大麻烦，同时辊座也会造成磨损。这种装配结构的立辊座使用寿命比较短，容易损坏，且维修不方便。
图一
1、下定位套 2、立辊座3、轴承压盖螺栓4、立辊5、轴承6、立辊压盖7、上定位套8、立辊轴9、压板10、压板螺栓
图二为立辊下轴承靠立辊轴定位台阶定位的辊座装配结构，辊座在此分为两部分，一部分为辊座，另一部分为辊座压板，压板与辊座依靠台阶定位，螺栓连接，轴承外圈同样靠立辊内台阶及轴承压盖定位，下轴承内圈靠立辊轴台阶定位，上轴承内圈靠定位套来定位。安装时，可将立辊轴先行装入立辊中，将上定位套套入立辊轴上，然后将立辊轴下端装入辊座中，盖上立辊座压板，用螺栓固定好辊座压板，将立辊轴锁死。此结构定位套不易磨损，轴承定位可靠，立辊轴承压盖不会磨损，立辊可靠性好，不易损坏，且更换安装方便，便于维修。基于上述两种立辊座结构的实际使用效果，本人已通过技改技措对本企业部分立辊座结构进行改进，改进后立辊座故障率大幅减少，节约了备品备件，且提高了维修效率，真正为企业实现了降本增效。
图二
1、立辊座2、立辊轴3、立辊压盖4、压盖螺栓5、轴承6、立辊7、定位套8、辊座压板9、压板10、螺栓11、辊座螺栓
结语：
立辊装置是焊管机组中必不可少的设备，在机组设计及工艺上都应该充分考虑立辊的结构，如何使立辊有效的控制带钢定位线，延长立辊使用寿命，减少立辊损坏造成的影响，改善立辊的工作状况，使其更好的发挥其应有的作用，是此次立辊结构分析改进的重点。