CN113770182B - 一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置的在线辊缝检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置的在线辊缝检测方法，其包括如下步骤：S1、作业准备；S2、冷轧机重载工况下辊缝在线检测；S3、冷轧机空载工况下辊缝在线检测；S4、计算滚动轴承的工作游隙；S5、参数计算判定。本发明的有益效果在于：1、工艺设计合理、工序工步流畅，无需增加相关费用投入支出，安全可靠、省工省时，实用高效，满足高强度高端无缝钢管的冷轧生产需求；2、模型测量作业便捷、计算模型使用迅捷、减少对人员技能经验的依赖，为标准化规范作业创造良好的条件；3、利用上、下轧辊之间的垂直方向间距变化，设定计算模型，由辊缝间隙实测值反向计算出滚动轴承的工作游隙(运动间隙)，误差小、精度高。

Description

一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置的在线辊缝检测方法
技术领域
本发明涉及冶金、机械行业生产无缝钢管的冷轧生产设备，尤其是指一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置辊缝的在线检测方法，所述特别适用于轧制成品规格φ15mm以上两辊周期式无缝钢管冷轧机的轧辊装置辊缝间隙在线检测之测量工序。
背景技术
无缝钢管是常见的冶金金属制品。无缝钢管冷轧技术因其轧制精度高、速度快、产能大、成材率高，易于生产组织与工艺技术调整等特点，目前已成为无缝钢管生产制备加工的主要方式。
无缝钢管冷轧生产设备根据轧辊数量分成两辊式、多辊式，其中两辊周期式冷轧管机因结构紧凑、轧制力大、产能高等特点，是应用最为广泛的无缝钢管冷轧机。两辊周期式无缝钢管冷轧机的结构主要由轧制机构、进给回转机构、传动机构、芯棒卡盘机构、床身支承机构、授料落料机构和液压系统、工艺润滑系统、电气自动化控制系统、气动系统和辅助机构等组成。其中轧制机构的功能就是通过由顶头和孔型组成的变形工具，对无缝钢管的坯料管进行常温工况下的冷态变形加工。
两辊周期式冷轧管机的轧制机构由轧辊装置、机座、工作机架、滑板装置、传动齿条装置等部件组成。机座安置在混凝土基础上，工作机架居中垂直安装在机座内部，工作机架与机座之间设置滑板装置起到支承、导向与保护功能，并通过水平连杆与传动机构连接；轧辊装置分为上、下轧辊两套相对独立的辊组，分别由轧辊轴、滚动轴承、方形轴承座、圆柱齿轮、定距环、端盖、定位键、环孔型等元件组成部件后，成对安装在工作机架内，辊轴外侧端部的圆柱齿轮与安装在机座两侧的传动齿条啮合；传动齿条共有2件，分别安装在机座两侧面板的台阶上，采用特制高强度螺栓固定，使用时依靠齿条底面的斜面在齿侧间隙调节器的作用下实现轴向位移，达到调整轧辊齿轮与齿条啮合间隙的目的。
无缝钢管轧制时，主电机通过主离合器旋转带动主传动机构传递并输出动力，工作机架在水平连杆作用下，由传动机构带动在机座内做往复水平运动；此时安装在工作机架内部的轧辊装置，依靠轧辊辊轴外侧端部圆柱齿轮与机座传动齿条的啮合动作，将工作机架的水平往复运动，转化成为轧辊装置的同步旋转运动(上、下轧辊的相向旋转运动)，通过安装在轧辊辊轴中部的环孔型由大至小轧制槽，对管坯进行挤压变形加工，从而实现对无缝钢管在常温工况下的冷轧变形加工。
对于两辊周期式无缝钢管冷轧机轧制机构而言，轧辊装置的同步旋转运动是主运动，工作机架的水平往复运动是副运动。由于轧制机构的工况特点，轧辊装置在工作机架内的旋转运动(传动)精度直接影响到轧制产能与质量，以及设备本身的使用寿命。而旋转运动(传动)精度主要有两方面组成，即：一是轧辊端部齿轮与机座传动齿条的啮合精度，主要影响轧辊装置的运动同步性，受到轧辊齿轮与传动齿条啮合接触面磨损影响较大；二是轧辊方形轴承座内滚动轴承的工作游隙，主要影响轧辊装置的运行稳定性以及轧制管坯的外径控制，受滚动轴承滚动体与内圈、外圈间的磨损影响较大。因此上述两者直接决定了整套轧辊装置的传动精度，是整个轧制机构精度控制的核心要素，也是日常设备运行维护保障的重点工作。
轧辊装置的辊轴因受到重力因素，始终处于下沉状态，用于支承辊轴的滚动轴承滚动体同样受重力因素影响，在静态工况下也处于下沉状态。当处于轧制工况下，用于无缝钢管的支承作用力，上轧辊处于抬升状态、下轧辊处于下沉状态，并始终以此种状态旋转，这就是轧辊装置滚动轴承的受力及其载荷特点所在。随着以高合金奥氏体和双相不锈钢无缝管为代表的高强度高端无缝钢管的研发生产，对冷轧变形加工中的轧辊装置精度要求愈加严苛。因此保障轧辊装置滚动轴承的精度就是冷轧生产变形加工的重点。
整套轧辊装置共有四套安装在方形轴承座内的滚动轴承，滚动轴承通常双列圆锥滚子轴承，轴承的工作游隙是影响其性能的关键因素之一，高速运转的轴承，其径向工作游隙会因高速运转产生的离心效应而发生变化，因此在轧辊组装前需要根据技术要求，对出厂的新品滚动轴承或解体清洗再次使用的滚动轴承，均要进行工作游隙(运动间隙)的重新校正，以满足无缝钢管冷轧变形加工中的运动稳定性要求。轧辊装置经过一段时间的使用，滚动轴承的滚动体与轴承内圈、外圈接触面间会因长期摩擦运动造成磨损，直接导致滚动轴承的工作游隙(运动间隙)增大，最终造成轧辊装置在轧制过程中出现微量弹跳，其后果就是轧制中成品外径超差，并影响到轧辊装置的传动精度。因此，控制轧辊装置滚动轴承工作游隙(运动间隙)就是保障轧辊装置寿命与轧制质量的重中之重。
由于滚动轴承是成套安装在轧辊装置的方形轴承座内部，方形轴承座安装在轧辊辊轴上，成套安装在工作机架内，因此无法对滚动轴承的工作游隙(运动间隙)的时时检测。故在生产实践中，依靠生产操作者的经验积累，从管坯轧制外径控制参数，反向推算轧辊装置滚动轴承的工作游隙(运动间隙)磨损当量，此方法受制于操作者的经验与技能，无法及时准确判定，且不能实现量化、标准化规范作业，易造成轧辊装置的“带病作业”。或采用定期将轧辊装置拆除下线后解体，再进行滚动轴承的工作游隙(运动间隙)测量校正，此方法耗工费时，设备停机时间长、检修维护资源占用较多，且不利于连续性生产组织。
专利申请号为201910411923.9的“一种用于无缝钢管冷轧机轧辊传动精度的在线调整方法”，解决在轧辊装置端部齿轮与机座传动齿条啮合间隙的在线精度校正问题，但是不能解决轧辊装置方形轴承座内滚动轴承的工作游隙(运动间隙)的在线检测问题。
综上所述，在两辊周期式无缝钢管冷轧机轧辊装置滚动轴承的工作游隙(运动间隙)，直接影响到轧辊装置的传动精度，也决定了无缝钢管冷轧生产的质量、效能和设备运行稳定性。而现有轧辊装置滚动轴承在线精度检测工艺方法，不能满足企业生产组织要求，需要优化轧辊装置滚动轴承的工作游隙(运动间隙)在线检测方法，减少因磨损当量未能及时发现对轧辊装置传动精度的负面影响，实现标准化规范作业，保障生产有序顺畅。
根据无缝钢管生产实践，利用轧辊装置辊缝间隙的时时测量，可以及时掌握轧辊装置滚动轴承的工作游隙(运动间隙)参数状态。这里所指的辊缝是无缝钢管冷轧变形中的一种称谓，完全区别于板材、型钢的轧制辊缝。主要是表述无缝钢管冷轧机安装在上、下轧辊装置上的环孔型直径方向的间距值，在不做方形轴承座解体作业的前提下，作业人员进入轧制机构机座内部，通过测量不同工位和工况状态下的辊缝间隙参数值，计算模型推算出滚动轴承的工作游隙(运动间隙)值，从而满足无缝钢管冷轧生产的需要，减少质量损失与生产成本。
发明内容
针对现有技术中存在的缺陷，本发明目的是一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置在线辊缝检测的方法，主要针对现有的两辊周期式无缝钢管冷轧机轧辊装置，通过测量不同工位和工况状态下的辊缝间隙参数值，计算模型推算出滚动轴承的工作游隙(运动间隙)值，从而满足无缝钢管冷轧生产的需要，减少质量损失与生产成本。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置的在线辊缝检测方法，其包括如下步骤：
S1、作业准备；
S2、冷轧机重载工况下辊缝在线检测；
S3、冷轧机空载工况下辊缝在线检测；
S4、计算滚动轴承的工作游隙；
S5、参数计算判定。
作为优选方案，所述作业准备的步骤具体包括如下工序：
安全技术交底、现场安全防范措施落实、检修维护作业登记与挂牌联络、工装器具准备。
作为优选方案，所述冷轧机重载工况下辊缝在线检测的步骤具体包括如下操作：
在无缝钢管冷轧机轧辊装置通电的工况下关闭机座的喷淋装置，以保证无缝钢管按照轧制状态处于机座全长区间内；
将无缝钢管冷轧机轧辊装置的工作机架定位于机座后极限位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DZH并记录；
通电，将工作机架定位于机座的中部位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DZZ并记录；
通电，将工作机架定位于机座的前极限位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DZQ并记录。
作为优选方案，所述冷轧机空载工况下辊缝在线检测的步骤具体包括如下操作：
通电，撤除横贯于机座内部且穿越环孔型的无缝钢管；
将无缝钢管冷轧机轧辊装置的工作机架定位于机座后极限位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DKH并记录；
通电，将工作机架定位于机座的中部位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DKQ并记录；
通电，将工作机架定位于机座的前极限位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DKZ并记录。
作为优选方案，所述计算滚动轴承的工作游隙的步骤具体包括如下操作：
分别计算空载工况下辊缝间隙参数、重载工况下辊缝间隙参数和轧辊滚动轴承工作游隙。
作为优选方案，所述空载工况下辊缝间隙参数的计算方法为：
空载辊缝间隙值DK＝(空载后极限工位辊缝值DKH+空载居中工位辊缝值DKZ+空载前极限工位辊缝值DKQ)÷3，其中，DKH、DKZ、DKQ参数为左右两侧实测数值的均值；
所述重载工况下辊缝间隙参数的计算方法为：
重载辊缝间隙值DZ＝(重载后极限工位辊缝值DZH+重载前极限工位辊缝值DZQ+重载居中工位辊缝值DZZ)÷3，其中，DZH、DZQ、DZZ参数为左右两侧实测数值的均值；
所述轧辊滚动轴承工作游隙的计算的方法为：
工作游隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2，即重载辊缝间隙值与空载辊缝间隙值差值的一半。
作为优选方案，所述参数计算判定的步骤具体包括如下操作：
按照不同型号规格冷轧机轧辊装置滚动轴承工作游隙的公差范围，与实测参数比较，两者间的差值的绝对值介于标准值的±20％以内，即可认定为符合技术要求，可继续使用；反之判定为不符合，需要对轧辊装置进行解体检修作业。
本发明具有以下有益效果：
1、工艺设计合理、工序工步流畅，无需增加相关费用投入支出，安全可靠、省工省时，实用高效，满足高强度高端无缝钢管的冷轧生产需求；
2、模型测量作业便捷、计算模型使用迅捷、减少对人员技能经验的依赖，为标准化规范作业创造良好的条件；
3、利用上、下轧辊之间的垂直方向间距变化，设定计算模型，由辊缝间隙实测值反向计算出滚动轴承的工作游隙(运动间隙)，误差小、精度高；
4、采用两种工况状态与三种不同工位，分别在线实测，轧辊装置辊缝间隙值采集准确，适用于目前所有型号规格的两辊周期式无缝钢管冷轧机，应用前景广阔；
5、采用在线实测与离线计算方式，实现非解体状态下的轧辊装置滚动轴承工作游隙(运动间隙)精度检测，为判定轧辊装置的使用状态创造了良好条件，促进设备功能精度建设，保证整个轧制机构的运行精度；
6、通用性强，目前业内类似的两辊周期式无缝钢管冷轧机轧辊装置工作游隙(运动间隙)在线检测方法的改进，具有一定的借鉴、应用价值。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1是两辊周期式无缝钢管冷轧机轧辊装置结构示意图；
图2是无缝钢管冷轧机轧辊装置在线辊缝检测的方法的工艺流程图；
图3是安置于工作机架内处于空载工况下的轧辊装置辊缝间隙示意图；
图4是轧辊装置辊缝间隙空载工况示意图；
图5是轧辊装置辊缝间隙重载工况示意图；
图6 A-图6C分别是轧辊装置辊缝间隙空载工况在线检测不同状态示意图；
图7 A-图7C分别是轧辊装置辊缝间隙重载工况在线检测不同状态示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明中涉及的无缝钢管冷轧机轧辊装置的下轧辊装置的结构如图1所示，包括：垫圈1、紧定套2、圆锥滚子轴承3、轴向定位环4、定位块5、下轧辊环孔型6、轴承座端盖7、下轧辊齿轮8、调整环9、下轧辊轴10和下轧辊方形轴承座11，下轧辊齿轮8、圆锥滚子轴承3、下轧辊环孔型6和下轧辊方形轴承座11从一端到另一端依次嵌套于下轧辊轴10的外侧，垫圈1和轴向定位环4均嵌套于下轧辊轴10的表面，并分别位于圆锥滚子轴承3的两侧，调节环9和紧定套2均设置于圆锥滚子轴承3的内侧，定位块5对下轧辊环孔型6提供连接和定位。
上轧辊装置的结构与下轧辊装置的结构基本相同，两者区别在于轴承座，上轧辊轴承座顶部为斜面，用于下压或上升实现调整轧制外径的目的，下轧辊轴承座顶面有圆形盲孔，用于安装蝶形弹簧组，目的是弹性支承上轧辊。现场安装时，上轧辊和下轧辊的齿轮安装位置相反，是以轧辊装置的环孔型轧制槽中心线为基准，上下对称安装。只是在无缝钢管冷轧机轧辊装置中，与下轧辊装置呈镜面对称安装。
上海某钢厂，在无缝钢管冷轧产线上的国外引进的SKW-75和KPW-50高速冷轧机，以及LG-220H和LG-150H、LG-110H、LG-60H等型号两辊周期式无缝钢管冷轧机上使用本发明所提供的技术，用于高合金奥氏体和双相不锈钢无缝管冷轧生产变形加工。
一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置在线辊缝检测的方法，是针对现有的两辊周期式无缝钢管冷轧机轧辊装置工作游隙(运动间隙)在线检测方法的的技术改进具体为：采用在线辊缝测量技术与计算模型，实现轧辊装置滚动轴承工作游隙(运动间隙)的在线时时检测。其工序包含的工步是：作业准备、工作机架定位(前后极限和中部工位)、各工位工况状态下的辊缝在线测量、计算滚动轴承的工作游隙(运动间隙)、参数计算判定等。如图2所示，即：
一、作业准备工序包括：安全技术交底、现场安全防范措施落实、检修维护作业登记与挂牌联络、工装器具准备等。
二、冷轧机重载工况下辊缝在线检测
1、管坯定位：设备通电工况下关闭机座喷淋装置→保证无缝钢管按照轧制状态处于机座16全长区间内(轧制后的成品管段152端面水平方向凸出工作机架前极限工位环孔型轧制槽不小于150mm，且以200～250mm为宜；或未轧制管坯段151端面水平方向凸出工作机架后极限工位环孔型轧制槽不小于350mm，且以350～400mm为宜)。2、工作机架11后极限工位测量：工作机架11定位于机座后极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制起始端，即图7A之工况位置)→设备断电→作业人员进入机座16→采用塞尺测量上轧辊12的上轧辊环孔型14和下轧辊13的下轧辊环孔型6之间的间距值(间隙)，需对轧制槽两侧分别测量→记录重载状态后极限工位辊缝间隙值DZH(间距值参数)(如图5所示)→作业人员撤离机座。
3、工作机架中部(居中)工位测量：设备通电→工作机架11定位于机座16中部位置(环孔型的轧制槽处于轧制段与精整段交汇部位，即图7B之工况位置)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，需对轧制槽两侧分别测量→记录重载状态居中工位辊缝间隙值DZZ(间距值参数)→作业人员撤离机座。
4、工作机架前极限工位测量：设备通电→工作机架定位于机座前极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制末尾精整端，即图7C之工况位置)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，需对轧制槽两侧分别测量→记录重载状态前极限工位辊缝间隙值DZQ(间距值参数)→作业人员撤离机座。
三、冷轧机空载工况下辊缝在线检测
1、空载定位：设备通电→撤除横贯于机座16内部且穿越环孔型的无缝钢管(机座内(以无缝钢管前端面不超出机座后极限位置入口端面为宜)，如图3所示。
2、工作机架后极限工位测量：工作机架11定位于后极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制起始端，即图6A之工况位置)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，如图4所示，需对轧制槽两侧分别测量→记录空载状态前极限工位辊缝间隙值DKH(间距值参数)→作业人员撤离机座。
3、工作机架前极限工位测量：设备通电→工作机架定位于前极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制末尾精整端，即图6B之工况位置)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，需对轧制槽两侧分别测量→记录空载状态后极限工位辊缝间隙值DKQ(间距值参数)→作业人员撤离机座。
4、工作机架中部(居中)工位测量：设备通电→工作机架定位于机座中部位置(环孔型的轧制槽处于轧制段与精整段交汇部位，即图6C之工况位置)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，需对轧制槽两侧分别测量→记录空载状态居中工位辊缝间隙值DKZ(间距值参数)→作业人员撤离机座。
四、计算滚动轴承的工作游隙(运动间隙)
1、空载工况下辊缝间隙参数计算：采用离线方式，依照均值法计算设定计算模型→空载辊缝间隙值DK＝(空载后极限工位辊缝值DKH+空载居中工位辊缝值DKZ+空载前极限工位辊缝值DKQ)÷3，其中，DKH、DKZ、DKQ参数为左右两侧实测数值的均值。
2、重载工况下辊缝间隙参数计算：采用离线方式，依照均值法计算设定计算模型→重载辊缝间隙值DZ＝(重载后极限工位辊缝值DZH+重载前极限工位辊缝值DZQ+重载居中工位辊缝值DZZ)÷3，其中，DZH、DZQ、DZZ参数为左右两侧实测数值的均值。
3、轧辊滚动轴承工作游隙(运动间隙)计算：采用离线方式，依照计算模型计算，工作游隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2，即重载工况下的辊缝间隙平均值与空载工况下的辊缝间隙平均值差值的一半(辊缝间隙值取值于上下轧辊轴承座，应当除以2)，两者之间的差值半数就是轧辊滚动轴承工作游隙(运动间隙)的实际值。
五、参数计算判定：就是按照不同型号规格冷轧机轧辊装置滚动轴承工作游隙(运动间隙)的技术要求(公差范围)，与实测参数比较，两者间的差值的绝对值介于标准值的±20％以内，即可认定为符合技术要求，可继续使用；反之判定为不符合，需要对轧辊装置进行解体检修作业。
按照上述工序工步，就完成了本发明所提供一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置在线辊缝检测的方法的现场使用，经过辊缝检测的轧辊装置，在不解体情况下，精确测算出轧辊装置滚动轴承的工作游隙(运动间隙)实际值，为判定轧辊装置的使用状态创造了条件。
一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置在线辊缝检测的方法，工艺设计合理、工序工步流畅，无需增加相关费用投入支出，安全可靠、省工省时，实用高效，减少对人员技能经验的依赖，为标准化规范作业创造良好的条件，满足高强度高端无缝钢管的冷轧生产需求。通过两种工况条件下的三点取值方式方式，分别采集轧辊装置处于三个主要轧制工位与的数据，轧辊装置辊缝间隙值采集准确；采用在线实测与离线计算方式，利用上、下轧辊之间的垂直方向间距变化，由辊缝间隙实测值反向计算出滚动轴承的工作游隙(运动间隙)，实现非解体状态下的轧辊装置滚动轴承工作游隙(运动间隙)精度检测，误差小、精度高，为判定轧辊装置的使用状态创造了良好条件，促进设备功能精度建设，保证整个轧制机构的运行精度，适用于目前所有型号规格的两辊周期式无缝钢管冷轧机，应用前景广阔。通用性强，目前业内类似的两辊周期式无缝钢管冷轧机轧辊装置工作游隙(运动间隙)在线检测方法的改进，具有一定的借鉴、应用价值。
实施例1
以轧制成品规格φ150～220mm的LG-220H两辊周期式无缝钢管冷轧机，更换成品规格φ208*12mm的轧辊装置为例，现场实施装置工作游隙(运动间隙)在线检测作业。其工序包含的的工步是：作业准备、工作机架定位(前后极限和中部工位)、各工位工况状态下的辊缝在线测量、计算滚动轴承的工作游隙(运动间隙)等。
一、作业准备工序包括：安全技术交底、现场安全防范措施落实、检修维护作业登记与挂牌联络、工装器具准备等
二、冷轧机重载工况下辊缝在线检测
1、管坯定位：设备通电工况下关闭机座喷淋装置→保证无缝钢管按照轧制状态处于机座全长区间内(轧制后的成品管端面水平方向凸出工作机架前极限工位环孔型轧制槽不小于150mm，且以200～250mm为宜；或未轧制的管坯端面水平方向凸出工作机架后极限工位环孔型轧制槽不小于350mm，且以350～400mm为宜)。
2、工作机架后极限工位测量：工作机架定位于机座后极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制起始端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态后极限工位辊缝间隙DZH的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZH左＝3.56mm、DZH右＝3.62mm，则重载后极限工位的辊缝DZH＝[3.56+3.62]÷2＝3.59mm)→作业人员撤离机座。
3、工作机架中部(居中)工位测量：设备通电→工作机架定位于机座中部位置(环孔型的轧制槽处于轧制段与精整段交汇部位)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态前极限工位辊缝间隙DZZ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZZ左＝3.54mm、DZZ右＝3.56mm，则重载居中工位的辊缝DZZ＝[3.54+3.56]÷2＝3.55mm)→作业人员撤离机座。
4、工作机架前极限工位测量：设备通电→工作机架定位于机座前极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制末尾精整端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态前极限工位辊缝间隙DZQ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZQ左＝3.58mm、DZQ右＝3.55mm，则重载前极限工位的辊缝DZQ＝[3.58+3.55]÷2＝3.565mm)→作业人员撤离机座。
三、冷轧机空载工况下辊缝在线检测
1、空载定位：设备通电→撤除横贯于机座内部且穿越环孔型的无缝钢管(机座内(以无缝钢管前端面不超出机座后极限位置入口端面为宜)。
2、工作机架后极限工位测量：工作机架定位于后极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制起始端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态后极限工位辊缝间隙DKH的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKH左＝3.36mm、DKH右＝3.41mm，则空载后极限工位的辊缝DKH＝[3.36+3.41]÷2＝3.385mm)→作业人员撤离机座。
3、工作机架前极限工位测量：设备通电→工作机架定位于前极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制末尾精整端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态前极限工位辊缝间隙DKQ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKQ左＝3.42mm、DKQ右＝3.38mm，则空载前极限工位的辊缝DKQ＝[3.42+3.38]÷2＝3.40mm)→作业人员撤离机座。
4、工作机架中部(居中)工位测量：设备通电→工作机架定位于机座中部位置(环孔型的轧制槽处于轧制段与精整段交汇部位)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态前极限工位辊缝间隙DKZ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKZ左＝3.38mm、DKZ右＝3.41mm，则空载居中工位的辊缝DKZ＝[3.38+3.41]÷2＝3.395mm)→作业人员撤离机座。
四、计算滚动轴承的工作游隙(运动间隙)
1、空载工况下辊缝间隙参数计算：采用离线方式，依照均值法计算设定计算模型→空载辊缝间隙值DK＝(空载后极限工位辊缝值DKH+空载居中工位辊缝值DKZ+空载前极限工位辊缝值DKQ)÷3，其中，DKH、DKZ、DKQ参数为左右两侧实测数值的均值，即空载辊缝间隙值DK＝(DKH+DKZ+DKQ)÷3＝(3.385+3.395+3.40)÷3＝3.393mm。
2、重载工况下辊缝间隙参数计算：采用离线方式，依照均值法计算设定计算模型→重载辊缝间隙值DZ＝(重载后极限工位辊缝值DZH+重载前极限工位辊缝值DZQ+重载居中工位辊缝值DZZ)÷3，其中，DZH、DZQ、DZZ参数为左右两侧实测数值的均值，即重载辊缝间隙值DZ＝(DZH+DZQ+DZZ)÷3＝(3.59+3.55+3.565)÷3＝3.568mm。
3、轧辊滚动轴承工作游隙(运动间隙)计算：采用离线方式，依照计算模型计算，工作游隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2，即重载工况下的辊缝间隙平均值与空载工况下的辊缝间隙平均值差值的一半(辊缝间隙值取值于上下轧辊轴承座，应当除以2)，两者之间的差值半数就是轧辊滚动轴承工作游隙(运动间隙)的实际值。即辊缝间隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2＝(3.568—3.393)÷2＝0.0875mm≈0.09mm。
五、参数计算判定：
1、确定工作游隙(运动间隙)标准值：按照不同型号规格冷轧机轧辊装置滚动轴承工作游隙(运动间隙)的技术要求(公差范围)，与实测参数比较，两者间的差值的绝对值介于标准值的±20％以内，即可认定为符合技术要求，反之判定为不符合。LG-220H冷轧机使用的轴承型号为24172CAK30F1/W33，其工作游隙设定为0.03～0.05mm之间，其±20％误差值＝0.02～0.06mm之间。
2、计算实际工作游隙(运动间隙)：实测工作游隙为0.09mm，实测值与标准值之间差值的绝对值分别＝0.09—0.05＝0.04mm和＝0.09—0.03＝0.06mm。
3、判定工作游隙(运动间隙)：滚动轴承工作游隙(运动间隙)处于0.03～0.05mm区间，对比±20％误差值＝0.02～0.06mm之间，实测0.09mm工作游隙超差，故判定为不合格，需要对轧辊装置进行离线解体维修，重新校正滚动轴承的工作游隙(运动间隙)。
实施例2
以轧制成品规格φ110～150mm的LG-150H两辊周期式无缝钢管冷轧机，更换成品规格φ110*7.5mm的轧辊装置为例，现场实施装置工作游隙(运动间隙)在线检测作业。其工序包含的的工步是：作业准备、工作机架定位(前后极限和中部工位)、各工位工况状态下的辊缝在线测量、计算滚动轴承的工作游隙(运动间隙)等。
一、作业准备工序包括：安全技术交底、现场安全防范措施落实、检修维护作业登记与挂牌联络、工装器具准备等
二、冷轧机重载工况下辊缝在线检测
1、管坯定位：设备通电工况下关闭机座喷淋装置→保证无缝钢管按照轧制状态处于机座全长区间内(轧制后的成品管端面水平方向凸出工作机架前极限工位环孔型轧制槽不小于150mm，且以200～250mm为宜；或未轧制的管坯端面水平方向凸出工作机架后极限工位环孔型轧制槽不小于350mm，且以350～400mm为宜)。
2、工作机架后极限工位测量：工作机架定位于机座后极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制起始端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态后极限工位辊缝间隙DZH的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZH左＝3.38mm、DZH右＝3.41mm，则重载后极限工位的辊缝DZH＝[3.38+3.41]÷2＝3.395mm)→作业人员撤离机座。
3、工作机架中部(居中)工位测量：设备通电→工作机架定位于机座中部位置(环孔型的轧制槽处于轧制段与精整段交汇部位)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态前极限工位辊缝间隙DZZ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZZ左＝3.35mm、DZZ右＝3.40mm，则重载居中工位的辊缝DZZ＝[3.35+3.40]÷2＝3.375mm)→作业人员撤离机座。
4、工作机架前极限工位测量：设备通电→工作机架定位于机座前极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制末尾精整端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态前极限工位辊缝间隙DZQ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZQ左＝3.36mm、DZQ右＝3.40mm，则重载前极限工位的辊缝DZQ＝[3.36+3.40]÷2＝3.38mm)→作业人员撤离机座。
三、冷轧机空载工况下辊缝在线检测
1、空载定位：设备通电→撤除横贯于机座内部且穿越环孔型的无缝钢管(机座内(以无缝钢管前端面不超出机座后极限位置入口端面为宜)。
2、工作机架后极限工位测量：工作机架定位于后极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制起始端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态后极限工位辊缝间隙DKH的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKH左＝3.25mm、DKH右＝3.30mm，则空载后极限工位的辊缝DKH＝[3.25+3.30]÷2＝3.275mm)→作业人员撤离机座。
3、工作机架前极限工位测量：设备通电→工作机架定位于前极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制末尾精整端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态前极限工位辊缝间隙DKQ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKQ左＝3.26mm、DKQ右＝3.30mm，则空载前极限工位的辊缝DKQ＝[3.26+3.30]÷2＝3.28mm)→作业人员撤离机座。
4、工作机架中部(居中)工位测量：设备通电→工作机架定位于机座中部位置(环孔型的轧制槽处于轧制段与精整段交汇部位)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态前极限工位辊缝间隙DKZ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKZ左＝3.26mm、DKZ右＝3.30mm，则空载居中工位的辊缝DKZ＝[3.26+3.30]÷2＝3.24mm)→作业人员撤离机座。
四、计算滚动轴承的工作游隙(运动间隙)
1、空载工况下辊缝间隙参数计算：采用离线方式，依照均值法计算设定计算模型→空载辊缝间隙值DK＝(空载后极限工位辊缝值DKH+空载居中工位辊缝值DKZ+空载前极限工位辊缝值DKQ)÷3，其中，DKH、DKZ、DKQ参数为左右两侧实测数值的均值，即空载辊缝间隙值DK＝(DKH+DKZ+DKQ)÷3＝(3.275+3.28+3.24)÷3＝3.265mm。
2、重载工况下辊缝间隙参数计算：采用离线方式，依照均值法计算设定计算模型→重载辊缝间隙值DZ＝(重载后极限工位辊缝值DZH+重载前极限工位辊缝值DZQ+重载居中工位辊缝值DZZ)÷3，其中，DZH、DZQ、DZZ参数为左右两侧实测数值的均值，即重载辊缝间隙值DZ＝(DZH+DZQ+DZZ)÷3＝(3.275+3.24+3.28)÷3＝3.38mm。
3、轧辊滚动轴承工作游隙(运动间隙)计算：采用离线方式，依照计算模型计算，工作游隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2，即重载工况下的辊缝间隙平均值与空载工况下的辊缝间隙平均值差值的一半(辊缝间隙值取值于上下轧辊轴承座，应当除以2)，两者之间的差值半数就是轧辊滚动轴承工作游隙(运动间隙)的实际值。即辊缝间隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2＝(3.38—3.265)÷2＝0.0575mm≈0.06mm。
五、参数计算判定：
1、确定工作游隙(运动间隙)标准值：按照不同型号规格冷轧机轧辊装置滚动轴承工作游隙(运动间隙)的技术要求(公差范围)，与实测参数比较，两者间的差值的绝对值介于标准值的±20％以内，即可认定为符合技术要求，反之判定为不符合。LG-150H冷轧机使用的轴承型号为24160CAK30F1/W33，其工作游隙设定为0.03～0.05mm之间，其±20％误差值＝0.02～0.06mm之间。
2、计算实际工作游隙(运动间隙)：实测工作游隙为0.06mm，实测值与标准值之间差值的绝对值分别＝0.06—0.05＝0.01mm和＝0.06—0.03＝0.03mm。
3、判定工作游隙(运动间隙)：滚动轴承工作游隙(运动间隙)处于0.03～0.05mm区间，对比±20％误差值＝0.02～0.06mm之间，实测0.06mm工作游隙符合要求(达到上限值)，故判定为合格，整套轧辊装置可继续使用，但是考虑到工作游隙已达上限，应在后续维修计划中予以安排离线处置。
实施例3
以轧制成品规格φ76～110mm的LG-110H两辊周期式无缝钢管冷轧机，对规格为φ90*6.5mm的轧辊装置日常维护为例，现场实施装置工作游隙(运动间隙)在线检测作业。其工序包含的的工步是：作业准备、工作机架定位(前后极限和中部工位)、各工位工况状态下的辊缝在线测量、计算滚动轴承的工作游隙(运动间隙)等。
一、作业准备工序包括：安全技术交底、现场安全防范措施落实、检修维护作业登记与挂牌联络、工装器具准备等
二、冷轧机重载工况下辊缝在线检测
1、管坯定位：设备通电工况下关闭机座喷淋装置→保证无缝钢管按照轧制状态处于机座全长区间内(轧制后的成品管端面水平方向凸出工作机架前极限工位环孔型轧制槽不小于150mm，且以200～250mm为宜；或未轧制的管坯端面水平方向凸出工作机架后极限工位环孔型轧制槽不小于350mm，且以350～400mm为宜)。
2、工作机架后极限工位测量：工作机架定位于机座后极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制起始端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态后极限工位辊缝间隙DZH的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZH左＝3.29mm、DZH右＝3.32mm，则重载后极限工位的辊缝DZH＝[3.29+3.32]÷2＝3.305mm)→作业人员撤离机座。
3、工作机架中部(居中)工位测量：设备通电→工作机架定位于机座中部位置(环孔型的轧制槽处于轧制段与精整段交汇部位)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态前极限工位辊缝间隙DZZ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZZ左＝3.30mm、DZZ右＝3.32mm，则重载居中工位的辊缝DZZ＝[3.30+3.32]÷2＝3.31mm)→作业人员撤离机座。
4、工作机架前极限工位测量：设备通电→工作机架定位于机座前极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制末尾精整端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录重载状态前极限工位辊缝间隙DZQ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DZQ左＝3.34mm、DZQ右＝3.30mm，则重载前极限工位的辊缝DZQ＝[3.34+3.30]÷2＝3.32mm)→作业人员撤离机座。
三、冷轧机空载工况下辊缝在线检测
1、空载定位：设备通电→撤除横贯于机座内部且穿越环孔型的无缝钢管(机座内(以无缝钢管前端面不超出机座后极限位置入口端面为宜)。
2、工作机架后极限工位测量：工作机架定位于后极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制起始端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态后极限工位辊缝间隙DKH的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKH左＝3.21mm、DKH右＝3.25mm，则空载后极限工位的辊缝DKH＝[3.21+3.25]÷2＝3.23mm)→作业人员撤离机座。
3、工作机架前极限工位测量：设备通电→工作机架定位于前极限位置(环孔型的轧制槽处于轧制末尾精整端)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态前极限工位辊缝间隙DKQ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKQ左＝3.30mm、DKQ右＝3.26mm，则空载前极限工位的辊缝DKQ＝[3.30+3.26]÷2＝3.28mm)→作业人员撤离机座。
4、工作机架中部(居中)工位测量：设备通电→工作机架定位于机座中部位置(环孔型的轧制槽处于轧制段与精整段交汇部位)→设备断电→作业人员进入机座→采用塞尺测量上下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值(间隙)，即测量记录空载状态前极限工位辊缝间隙DKZ的参数值，检测时需对轧制槽两侧分别测量→记录间距值参数(DKZ左＝3.24mm、DKZ右＝3.28mm，则空载居中工位的辊缝DKZ＝[3.24+3.28]÷2＝3.26mm)→作业人员撤离机座。
四、计算滚动轴承的工作游隙(运动间隙)
1、空载工况下辊缝间隙参数计算：采用离线方式，依照均值法计算设定计算模型→空载辊缝间隙值DK＝(空载后极限工位辊缝值DKH+空载居中工位辊缝值DKZ+空载前极限工位辊缝值DKQ÷3，其中，DKH、DKZ、DKQ参数为左右两侧实测数值的均值，即空载辊缝间隙值DK＝(DKH+DKZ+DKQ)÷3＝(3.23+3.28+3.26)÷3＝3.257mm。
2、重载工况下辊缝间隙参数计算：采用离线方式，依照均值法计算设定计算模型→重载辊缝间隙值DZ＝(重载后极限工位辊缝值DZH+重载前极限工位辊缝值DZQ+重载居中工位辊缝值DZZ)÷3，其中，DZH、DZQ、DZZ参数为左右两侧实测数值的均值，即重载辊缝间隙值DZ＝(DZH+DZQ+DZZ)÷3＝(3.305+3.32+3.31)÷3＝3.312mm。
3、轧辊滚动轴承工作游隙(运动间隙)计算：采用离线方式，依照计算模型计算，工作游隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2，即重载工况下的辊缝间隙平均值与空载工况下的辊缝间隙平均值差值的一半(辊缝间隙值取值于上下轧辊轴承座，应当除以2)，两者之间的差值半数就是轧辊滚动轴承工作游隙(运动间隙)的实际值。即辊缝间隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2＝(3.312—3.257)÷2＝0.0275mm≈0.03mm。
五、参数计算判定：
1、确定工作游隙(运动间隙)标准值：按照不同型号规格冷轧机轧辊装置滚动轴承工作游隙(运动间隙)的技术要求(公差范围)，与实测参数比较，两者间的差值的绝对值介于标准值的10％以内，即可认定为符合技术要求，反之判定为不符合。LG-120H冷轧机使用的轴承型号为24148CAK30F1/W33，其工作游隙设定为0.02～0.04mm之间，其±20％误差值＝0.01～0.05mm之间。
2、计算实际工作游隙(运动间隙)：实测工作游隙为0.03mm，实测值与标准值之间差值的绝对值分别＝0.06—0.05＝0.01mm和＝0.06—0.03＝0.03mm.
3、判定工作游隙(运动间隙)：滚动轴承工作游隙(运动间隙)处于0.02～0.04mm区间，对比±20％误差值＝0.01～0.05mm之间，实测0.03mm工作游隙符合要求，故判定为合格，整套轧辊装置可继续使用。
综上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用来限定本发明实施的范围，凡依本发明权利要求范围所述的形状、构造、特征及精神所为的均等变化与修饰，均应包括于本发明的权利要求范围内。

Claims (2)

1.一种用于无缝钢管冷轧机轧辊装置的在线辊缝检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、作业准备；
S2、冷轧机重载工况下辊缝在线检测，该步骤具体包括如下操作：
在无缝钢管冷轧机轧辊装置通电的工况下关闭机座的喷淋装置，以保证无缝钢管按照轧制状态处于机座全长区间内；
将无缝钢管冷轧机轧辊装置的工作机架定位于机座后极限位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DZH并记录；
通电，将工作机架定位于机座的中部位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DZZ并记录；
通电，将工作机架定位于机座的前极限位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DZQ并记录；
S3、冷轧机空载工况下辊缝在线检测，该步骤具体包括如下操作：
通电，撤除横贯于机座内部且穿越环孔型的无缝钢管；
将无缝钢管冷轧机轧辊装置的工作机架定位于机座后极限位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DKH并记录；
通电，将工作机架定位于机座的中部位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DKQ并记录；
通电，将工作机架定位于机座的前极限位置后，断电，在机座内采用塞尺人工测量上轧辊辊轴上环孔型和下轧辊辊轴上环孔型之间的间距值DKZ并记录；
S4、计算滚动轴承的工作游隙，该步骤具体包括如下操作：
分别计算空载工况下辊缝间隙参数、重载工况下辊缝间隙参数和轧辊滚动轴承工作游隙，
所述空载工况下辊缝间隙参数的计算方法为：
空载辊缝间隙值DK＝(空载后极限工位辊缝值DKH+空载居中工位辊缝值DKZ+空载前极限工位辊缝值DKQ)÷3，其中，DKH、DKZ、DKQ参数为左右两侧实测数值的均值；
所述重载工况下辊缝间隙参数的计算方法为：
重载辊缝间隙值DZ＝(重载后极限工位辊缝值DZH+重载前极限工位辊缝值DZQ+重载居中工位辊缝值DZZ)÷3，其中，DZH、DZQ、DZZ参数为左右两侧实测数值的均值；
所述轧辊滚动轴承工作游隙的计算的方法为：
工作游隙D＝(重载辊缝间隙值DZ-空载辊缝间隙值DK)÷2，即重载辊缝间隙值与空载辊缝间隙值差值的一半；
S5、参数计算判定，该步骤具体包括如下操作：
按照不同型号规格冷轧机轧辊装置滚动轴承工作游隙的公差范围，与实测参数比较，两者间的差值的绝对值介于标准值的±20％以内，即可认定为符合技术要求，可继续使用；反之判定为不符合，需要对轧辊装置进行解体检修作业。
2.如权利要求1所述的用于无缝钢管冷轧机轧辊装置的在线辊缝检测方法，其特征在于，所述作业准备的步骤具体包括如下工序：
安全技术交底、现场安全防范措施落实、检修维护作业登记与挂牌联络、工装器具准备。
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