热轧卷取机旋转分配器的失效分析与改进

卷取机是热连轧生产线收集超长轧件并将其卷取成卷便于存储和运输的设备,位于热连轧生产线的末端,对热连轧生产线的连续工作具有至关重要的作用。卷取机的卷筒通过液压油缸驱动斜楔实现涨缩,其中旋转分配器的作用是将液压油传输到旋转的液压油缸中。生产过程中经常出现旋转分配器失效,严重制约了热连轧生产线的生产能力,有必要对旋转分配器进行深入的研究,分析其工作原理和失效原因并作出生产改进。本文以宝钢2050热连轧生产线卷取机所使用的ROTOSTAT旋转分配器作为研究对象。首先拆解旋转分配器,了解其各部分的结构特点和作用,并测量出结构尺寸;然后对旋转分配器的静压反馈控制原理进行了分析,得出了静压控制间隙调节原理图。旋转分配器工作时固定件与旋转件相互不接触,静压反馈控制间隙密封是靠油膜建立起来的。本文对旋转分配器间隙流场特性进行了理论分析,推导出了间隙流场的压力公式、泄漏量公式、承载力公式、油膜刚度公式、内摩擦损失功率公式、流量损失功率公式和温升公式等;同时利用流体动力学分析软件Fluent对旋转分配器间隙流场模型进行了分析,验证了理论公式的正确性。理论分析发现背压对旋转分配器的使用性能有很大影响,增加回油系统背压可以提高旋转分配器的使用寿命。本文首先探讨了背压对旋转分配器间隙流场特性的影响并给出了增加背压的合理范围;然后利用有限元分析软件Abaqus分析了补偿结构在不同背压下的变形情况,修正给出的背压增加范围;最后用分析得出的背压增加范围指导热连轧生产线旋转分配器的使用,取得了很好的效果。从补偿结构有限元分析结果可以看出假设的等间隙流动实际上是倾斜角很小的变间隙流动,本文对实际的变间隙流场特性也进行了初步探讨。热连轧生产线卷取机使用的旋转分配器经常出现漏油失效,并伴随高温发热。导致旋转分配器失效的原因有很多,包括内部结构磨损、波形弹簧失效、格莱圈损坏等。本文探讨了旋转分配器所有可能的失效原因,得出静压构件之间的磨损失效是主要原因,并据此结果提出了一些生产使用建议。

旋转分配器; 背压; 有限元; 失效;

陈占福;

TG333.24

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