刘福胜
柳钢热轧板带厂、广西柳州545002
摘要： E1立辊轧机位于R1四辊粗轧机入口侧，用于控制板坯的宽度和形状，同时将板坯的边部由铸态组织变为轧态组织，避免在水平轧制中产生边裂，同时有破鳞的作用。E1立辊轧机侧压装置分布于轧机传动侧和操作侧， 两侧侧压装置共同作用可调整轧辊的开口度，每侧由安装在机架上的立辊压下AWC液压缸与相应侧的平衡液压缸共同调整轧辊的位置。
关键字：热轧；AWC油缸；结构改造
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一、绪论
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1、侧压装置原理
侧压装置油缸部分主要油缸为4个AWC油缸和2个侧压平衡缸组成，AWC油缸和侧压平衡缸提供侧压主要动力。4个AWC油缸将立辊向轧制中心推动，2个侧压平衡缸将立辊往两侧回拉，以消除间隙。
2、近期AWC系统故障处理汇总及分析
2017年5月以来，AWC油缸发生多起前端盖密封漏油、前后端盖螺丝崩断、前后端盖漏油故障，这些故障处理时间都较长，严重影响生产节奏。现针对现场使用实际，拟对AWC油缸结构进行部分改造。
二、AWC油缸现场使用情况分析
1、AWC油缸受力分析
AWC油缸通过两个半圆法兰固定安装在轧机牌坊上，AWC油缸受力分析，油缸受力示意图如下：
（1）粗轧AWC控制由4台AWC液压缸及其控制系统构成。工作侧2台AWC缸、传动侧2台AWC缸。每台AWC缸由1台三级伺服阀控制。通过计算机控制伺服阀进油或者回油，从而控制立辊的开合，实现AWC与SSC控制。
（2）油缸安装形式解析：油缸安装在立辊牌坊的孔内，安装时油缸从牌坊外侧装入牌坊孔内，油缸与牌坊孔只存在同心关系，缸筒外壁与牌坊孔无磨擦力约束。半圆块螺栓紧固安装在牌坊上，半圆块卡住油缸缸筒安装位，两者会有部分静磨擦力，但可忽略不计，油缸有杆腔端盖端面与半圆块接触。
（3）油缸工作过程受力分析：立辊开度调节是由伺服阀控制进入AWC油缸无杆腔的液压油量来控制活塞杆的伸出/缩回进行精确调整，当AWC缸活塞杆动作到指定位置，封油柱完成，在轧制过程中油缸缸筒与无杆腔油液、无杆腔端盖、活塞杆、活塞环，近似可看作刚性结构，承受轧制负载。通过上图示意图可看出，轧制负载F最终作用部位在油缸有杆腔端盖与半圆块的接触面 形成反作用力F’。油缸有杆腔及无杆腔端盖螺丝是保证油缸为整个刚性件的必要受力件，承受同样的轧制负载，是保证油缸安全运行的关键部件。
2、油缸受力核算
如上图所示，分析立辊压头轧制力曲线，钢坯轧制的一、三、五道次过程中，轧制力逐步减小，其中第一道次轧制力最大，第五道次轧次制最小，由测压曲线可知，第一道上AWC缸轧承受轧制力约100吨，下AWC缸承受轧制力约150吨。
由于负载决定系统压力，选择受力最大的下AWC缸进行油缸压力校核：
1MPa=10.2kgf/cm2
平衡油缸设定压力：
P1=14MPa，平衡缸缸径220mm，杆径120mm，有杆腔环面积：S1=267.036 cm2，平衡缸作用力T1=14*10.2*267.036kgf=38132.74kgf=38.132（吨）
平衡缸分别作用在上下AWC的力约为T=1/2*T1=19.06吨
AWC油缸无杆腔面积：S=3.1416*R2=3.1416*(420/2)2mm2=138544.56 mm2=1385.4456 cm2
AWC无杆腔负载为轧制力与平衡力之和150+19.06=169.06吨，
取油缸摩擦系数为1.2
则油缸无杆腔压力为：
P=169.06*1000/1385.44（kgf/ cm2）=122.02 kgf/ cm2=122.02/10.2*1.2MPa=14.35MPa
校核出来的油腔压力与油缸传感器测检测压力基本相符。
高强度8.8级螺栓的抗拉强度为800N/MM2 公称屈服强度640N/MM2，AWC油缸有杆腔端盖由18颗M42，8.8级高强度螺栓固定，所能承受的极限抗拉力远比油缸的负载力大。
结论：系统压力过载或者局部憋压都不是造成油缸螺栓断裂的直接原因，螺栓断裂主要是系统长期工作中咬钢抛钢震动造成螺栓疲劳失效断裂，为避免再次出现螺栓断裂事件发生，油缸修复过程中应当定期对各端盖螺栓进行更换，或对油缸结构进行优化改造。
三、AWC油缸结构优化方案
1、原AWC油缸结构分析
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原AWC油缸半圆块安装位置在前端盖与缸体连接处，安装上线后，轧钢过程中的轧制冲击力，咬钢抛钢的震动均转移至前后端盖螺丝，导致螺丝使用寿命下降，经常出现前后端盖螺丝崩断的情况，造成很长的故障时间，严重影响生产节奏。
2、AWC改造方案
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经过反复讨论，最终决定将AWC油缸半圆块位置往缸体上移动38mm，同时减小半圆块厚度38mm以平衡油缸尺寸，改造后油缸部分受力转移至缸体，有效保护了前后端盖螺丝，减少了起崩断的可能。
四、结论
改造后的AWC油缸于7月20日第一次上线使用，截止目前，其运行状态良好，还未发现漏油、端盖螺丝断裂等情况。长期使用后情况有待观察。