高速线材精轧机辊箱进水原因和预防措施_高速线材论文精轧机
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高速线材精轧机辊箱进水原因和预防措施
１． 概述
韶钢高速线材厂精轧机组采用意大利达涅利（ＤＡＮＩＥＬＩ）公司设计 的顶交 ４５°无扭悬臂辊环式轧机，主要生产 φ５．５ｍｍ～φ２０ｍｍ 的盘圆。精轧机组由 ８ 机架精轧机和 ４ 机架减定径机组成，每个机架由一台锥 箱和一台辊箱构成。在生产过程中，由于密封、轧件温度、压力、摩擦等 因素的影响，导致精轧机组辊箱进水，造成精轧机组设备故障。
２． 辊箱轧辊轴密封的结构和原理
５ １ ６ ７ ２ ４ Ａ 迷宫式增压系统 Ａ 为压缩空气系统入口 １．内抛油环 ２．外抛油环 ３．八字型面板 ４．双唇密封件
５．Ｏ 形圈 ６．偏心套 ７．轧辊轴 图 １ 精轧机辊箱密封结构图
轧辊轴密封原理
高速线材厂精轧机组辊箱采用净化压缩空气迷宫密封，其密封结 构见图 １。内抛油环和外抛油环安装在旋转轴上，内、外抛油环在安装 时相互贴紧，内抛油环端面由轧辊轴的轴肩支承，外抛油环则由辊环压 紧；双唇密封件安装在八字型面板的密封保持架上，密封保持架与八字 型面板相固定；密封唇与内、外抛油环的内表面相接触受到预紧力，产 生压应力。在轧制过程中，偏心套及油膜轴承、双唇密封、密封保持架和 八字型面板保持静止状态；内、外抛油环随着主轴高速同步旋转。密封 效应主要来自双唇密封件：一是密封唇的接触应力，密封唇与抛油环在 轴向有压缩，唇口向内收缩形成过盈量，唇口边缘产生压应力形成密封 带，阻止润滑油和冷却水的相互渗透，起到密封作用；二是密封件封油 侧唇口的甩油效应，将唇部边缘的油液高速甩出，使之回到主轴箱，避 免在密封件唇部大量聚积；同样，封水侧唇口的甩水效应，使水汇集到排 水系统，排到外界。所以双唇密封件是高速线材精轧机辊箱的关键部件。
３． 辊箱进水的原因
３．１ 辊箱的动密封件和静密封件
（１）动密封件由内抛油环和外抛油环组成。在内抛油环和外抛油环 压紧时，如果外抛油环与八字型面板之间的间隙太大，轧辊轴高速旋转 时高压冷却水易将氧化铁皮等杂质带入抛油环与双唇密封件之间，造
成双唇密封件的磨损，导致辊箱进水。另外，内、外抛油环与双唇密封件 之间的压紧量不当也会导致辊箱进水。
（２）静密封件由八字型面板、双唇密封件、Ο 形密封圈等零部件组 成。双唇密封件与内外抛油环之间是相对静止的，如果装配尺寸不当，辊箱就会进水；实际生产中，如果处理堆钢时间过长，就会导致八字型 面板变形，破坏辊箱与八字型面板的密封条件，辊箱进水也会发生在偏 心套与八字型面板之间；Ο 型密封圈与八字型面板的台阶面位置配合 不当辊箱也会进水。
３．２ 双唇密封件的材料性能
双唇密封件（见图 ２）的作用一是保证密封轴承腔体内的润滑油形 成连续不断的油膜的同时，避免润滑油的泄漏；二是防止外界的冷却 水、铁屑、灰尘等杂质进入轴承腔内污染润滑油，避免油膜轴承烧坏。
图 ２ 双唇密封件简图
双唇密封件胶料的耐油性是影响其密封性能的一个重要因素。当 橡胶与润滑油接触时，在高温下会比干热空气下产生更为复杂的物理
和化学变化。高速线材厂精轧机组双唇密封件唇口线速度高达 １２０ｍ／ｓ，由于高速旋转导致摩擦升温，水无法进入到橡胶接触面，橡胶与外抛油
环形成干摩擦，使密封唇口工作面局部高温老化，致使双唇密封件失效 导致辊箱进水。双唇密封件在使用过程中始终承受外界压力，随着使用 时间的增加，唇口形状会发生变化，无法恢复到原来的尺寸，其与内、外 抛油环的配合间隙增大，导致内泄漏油和外进水事故的发生。
３．３ 压缩空气压力大小
高速线材厂精轧机组辊箱采用净化压缩空气迷宫式密封，用洁净 的压缩空气对双唇密封件的封水唇边进行吹扫和冷却，使唇边紧紧压 住外抛油环，确保辊环冷却水和杂质不进入辊箱。其设定压力为
０．８ＭＰａ，压力过大容易损坏双唇密封件的封水唇，降低了双唇密封件的 使用寿命；压力过小既降低了压缩空气对双唇密封件封水唇边的冷却 效果，也不能防止辊环冷却水和外界的杂质进入辊箱。
３．４ 其它原因
辊箱与锥箱的配合面进水、热电偶压盖处进水、抛油环未压紧进 水、辊箱体面上两个导向柱松动和固定螺栓的防水垫片损坏渗水、精轧 机组稀油站的板式换热器漏水等都会导致辊箱进水。
４． 辊箱进水之后产生的危害
辊箱进水造成润滑油粘度下降，破坏油膜产生机理，油膜轴承的油 膜承载力下降，导致轧辊轴与油膜轴承干摩擦而烧损辊轴，更为严重的 是烧损一台辊箱可能引起连锁反应，导致其它的辊箱也损坏。
辊箱进水带入的氧化铁皮和固体颗粒物使油膜轴承和齿轮得不到 很好的润滑，轻者缩短油膜轴承的使用寿命或造成齿面粘结，重者可能 使整台辊箱报废。
冷却水和氧化铁皮从辊箱进入润滑系统，造成稀油站过滤器堵塞，频繁更换滤芯；进水严重时导致润滑油乳化。
５． 辊箱进水的预防措施
５．１ 完善辊箱装配操作规程
将辊箱面板、八字型面板、辊箱与锥箱的结合面的平面度纳入安装 操作规程；对八字型面板的保持架、八字型面板与辊箱面板的结合面等 进行研磨处理和平面度检测；抛油环安装前仔细检查是否有局部变形 或残留物存在，装配过程中严禁用金属工具敲打；安装双唇密封件时应 注意八字型面板的保持架与双唇密封件骨架是否松动，然后同时加压，直至将其安装到位；严禁敲打双唇密封件的唇边。
５．２ 改进双唇密封件的材质和结构参数
（１）双唇密封件工作时，旋转的轧辊轴偏心跳动是不可避免的，如果 双唇密封件相随性差，双唇密封件的唇口与内外抛油环之间容易形成 间隙，造成润滑油泄漏或辊箱进水。因此，双唇密封件必须要有良好的 耐磨性和回弹性来提高油封的相随性。
（２）严格控制好双唇密封件的唇口过盈量：过盈量太小，密封性降 低，在工作中容易造成泄漏；过盈量太大，使唇口紧贴在内外抛油环上，唇间的间隙过小，唇口和抛油环之间呈“干接触”，在高速旋转下，唇口 和抛油环表面都会迅速升温，从而加速唇口老化龟裂，甚至损伤密封唇 和内外抛油环上的氧化铬，使密封失效。因此，选择适当的双唇密封件 的唇口过盈量非常重要。
５．３ 提高预警能力
（１）在精轧机组的回油管路上增加监控仪器，用来监测润滑油的进 水量，更准确地掌握润滑油的进水情况，及时找到具体的进水机架，有针 对性地对辊箱进水进行处理。
（２）加强对压缩空气压力的控制，确保压力在 ０．８ＭＰａ～１．０ＭＰａ 范围之内。
（３）制定严格的装配工艺、装配清洁要求及备件定期更换制度，加强 对备件的把关和测量，使辊箱进水因素逐步下降。
６． 结语
高速线材厂通过对辊箱进水原因的分析，采取了有效的预防措施，精轧机组辊箱和润滑系统运行状况越来越好，大量进水的现象基本能 够避免，有效地降低了油耗，减少了润滑油泄漏对环境造成的污染。对 偶尔出现的进水情况，能及时发现并在短时间内处理，大大降低了维护 成本，为生产提供了有力保障，创造了一定的经济效益。
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