论冷轧卡伦塞尔卷取机施工难点及分析

论冷轧卡伦塞尔卷取机施工难点及分析

白金元

中冶天工集团有限公司  300308

摘要：

卡伦塞尔卷取机是一种全连续式、高创新型的卷取机，应用在冷轧工艺的带钢生产线上，卷取成品带材的双筒卷取机，属于大型高速回转类设备，该设备以高效率、连续卷取带钢作业，设计在连轧机出口之后。该工程卷取机需要保证两个卷筒芯在同一立面内旋转，且卷筒水平度要满足规范安装要求。

关键词：

全连续、双卷筒、交替、张力卷筒、水平度、偏移倾斜法

1.前言

1.1工程概况

冷轧工艺的带钢生产线工程的卷取机是全连续工作的卷取带材，以高速度、高效率、全程连续的方式卷取带钢，属于大型高速回转类设备，设计在连轧机出口之后，工作状态和非工作状态分别使用张力卷筒进行卷取带钢。

卡伦塞尔双卷筒卷取机需要保证两个卷筒芯在同一立面内旋转，且卷筒水平度要满足规范安装要求。

1.2卡伦塞尔双卷筒卷取机简介

卡伦塞尔卷取机主要

由回转箱体、回转箱体旋转机构、主减速箱、主电机、外支撑和压辊构成，分为工作状态和非工作状态，卷取的卷筒靠液压进行推拉操作，

通过各自单独设计的传动液压马达系统和齿轮

传动系统带动楔块进行卷取涨缩。      图1卷取机构造图

两个自带楔块的液压卷筒安装在同一个回转箱体上，凭借主电机传动主减速箱变速来完成全自动的交替方式工作。卷取机其中一个卷筒在带钢工作状态位置时是被一组托辊装置支撑和带动连杆的油缸锁定机构把旋转机构锁定，另外一个卷筒旋转至非工作状态位置，双筒卷取机就这样以其连续的、高效的方式带钢进行卷取，它设计在进带钢的导板台后方，交替更换地运用两套卷筒的张力来带钢卷取。

图2   卡伦塞尔卷取机卷取带钢的操作过程图

2.托辊装置安装调整

托辊底座使用车间设计的起重机进行吊装就位，在卷取机横向偏移中心线（TOC）和托辊纵向偏移中心线（TSC)悬挂钢线，进行横纵中心线的初调整，调整完成后两侧托轮的标高用精密水准仪进行测量，使两侧数值在±0.05mm范围之内；轴向水平度用0.02mm/m的框式水平仪进行测量，控制在0.05mm/m范围之内。两托轮间的水平度用4m平尺和0.02mm/m的框式水平仪进行测量。

3.主减速机球面轴承座安装调整

     托辊底座精调后，进行卷取机主减速机下箱体的安装，卡伦塞尔卷取机主减速机通常以整体形式运输到现场，到货后将其上下箱体分开，利用车间内起重机将主减速机下箱体吊装就位后，对其标高、中心线和水平度进行粗调整。在卷取机横向偏移中心线（TOC）和主减速机纵向偏移中心线（TOR)悬挂钢线测量横纵中心线,使用精密水准仪测量TUA、TUB、TUC点处的标高，轴向水平度和径向水平度用4m平尺和0.02mm框式水平仪进行测量。

图3   主减速机调整示意图

主减速机下箱体粗调整完，螺栓紧固后，再将球面轴承的下半部分安装到主减速机上，对轴承座横向中心线进行精调整。因轴承座为球面，在测量时位置不同将影响轴承座的精度和使用寿命，为轴承座的精度，研究针对球面轴承座测量的专用工具。该工具通过在轴承座上设置带限位装置的内径千分尺，保证了内径千分尺的测量位置准确，从而加快了找正速度，降低了安装位置不同而产生的误差。首先将全站仪架设在卷取机偏移线（TOC）上，接着将测量工具放于轴承座上，将专用测量的工具紧密接触出口侧轴承座的半圆面上，通过全站仪精调内径千分尺的测微器端面，记录读数为a 。然后再将专用测量的工具紧密接触入口侧轴承座的半圆面上，通过全站仪精调内径千分尺的测微器端面，记录读数为a’。依次类推在轴承座再测量四点（b,b’和c,c’）。最后使得读数a=a’，b=b’，c=c’，这样就完成主减速机轴承座的精调整。

球面轴承下半体精调后，进行上半部的安装，球面轴承在场内装配的宽度是不对称的，还要检查球面轴承的径向间隙，完成球面轴承的安装。利用车间内起重机将旋转箱的下箱体吊装就位，吊装时需用倒链将旋转体调至水平状态，传动侧装入球面轴承内，操作侧放到托辊装置轮上，使用两个带支架的千斤顶支在传动侧的出口和入口，防止旋转箱下箱体转动。                     

旋转箱下箱体的调整基本与主减速机的调整相同。旋转箱下箱体纵向中心线调整时要检查旋转箱下箱体与托辊齿轮的对平和旋转箱下箱体与主减速机间的相对距离。旋转箱下箱体横向中心线调整时，最好能使d=d’，e=e’，f=f’。TUD和TUE两点的标高使用精密水准仪进行测量，轴向水平度和横向水平度用4m平尺和0.02mm/m的框式水平仪进行测量，旋转箱下箱体和主减速机下箱体一起检测在测量范围内，进行齿轮轴的安装。

齿轮轴由一根卷筒传动主轴、两根卷筒轴和三根传动轴组成，首先在安装时注意先就位卷筒传动主轴，再就位卷筒轴，最后就位传动轴。卷筒传动主轴为空心轴和实心轴组合成的复合轴，轴较长且轴承及传动齿轮均已装配完成，吊装时必须保证卷筒传动主轴在吊装过程不产生弯曲变形。卷筒轴的卷筒部分在旋转箱外面，为防止卷筒轴的倾斜而出现事故，在卷筒轴就位后使用槽钢和箱体自带紧固螺栓进行压紧的临时措施。传动轴的吊点设计在两端的传动齿轮部位和中部三点，吊装时注意轴的平衡。就位完成后盘车转动传动轴，对卷筒传动主轴、两根卷筒轴和三根传动轴的接触齿轮用樟丹粉着色法进行齿啮合和压铅法检查齿向间隙，以及传动轴承的侧隙及游隙检查。

4.卷筒安装调整

由于卷取机卷筒是一个悬臂结构，在卷筒长度方向上因钢卷重量会造成卷筒根部与端部间存在弯曲变形，为消除这种变形，利用卷取机安装过程卷筒上挠数值的计算，使其确定卷筒上翘的偏移量，从而保证了卷取机的安装质量；卷筒找正的上挠值是利用悬臂梁的挠度计算公式：

其中：为挠度值;

i为调整系数（一般取0.8~1.2）

Q为钢卷的最大重量作用在卷取机芯轴上的均布荷载（N/mm）

其中，G为钢卷最大重量（N），

L为钢卷宽度（mm）

E为弹性模量（对于工程用结构钢,E = 2100000 N/mm2.）

I为惯性矩（可等同于圆形截面，其中d为卷筒芯轴的直径。）

将上面的已知数代入到公式里，就可以计算出卷筒施工过程中的上挠值。该计算出来的数值与《GB50386-2016》轧机机械设备工程安装验收规范中表7.4.4的卷筒水平度0.05/1000的技术要求有了很大提高，明确了卷筒水平度偏差方向和针对不同卷筒直径、卷筒宽度、卷取机钢卷重量可以轻松的确定卷筒的水平度安装范围。

钢带成型的质量取决卷取机的卷筒安装精度，在卷取机设备调整中，卷筒实际生产过程中的载荷是结合悬臂装置特性的挠度计算公式出发，从钢材特性结合旋臂结构的力学特点，研究出卷取机安装时卷筒达到指定的上挠数值范围，能把钢带张紧力的不平衡问题降到最低。

待卷筒垂直度和水平度调整验收完，对压辊和外支撑进行调整。纵向中心线以轧制中心线为基准，横向中心线和平行度均以卷筒为基准进行调整。

5.总结及建议

卡伦塞尔卷取机在山东、唐山多条的酸连轧工程中成功应用，保证卷取张力，工程质量完全符合国标规范要求。卡伦塞尔卷取机是高创新型的悬臂卷取、依靠外支撑托起的钢结构，其连续作业的优点在各种冷轧机组、酸轧机组中被广泛应用，使用性能更加优异，建议在冷轧机组、酸轧机组值得引用。

参考文献：

1、机械设备安装工程施工及验收通用规范《GB50231-2009》

2、轧机机械设备工程安装验收规范 《GB50386-2016》