CN116159865A - 一种用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法，根据进给卡盘装置及其螺纹副的工况特点，采用在线精度测量与间隙修正补偿方式，由三线丝杠磨损值测量确定、滚动轴承磨损值测量确定、螺纹副磨损值测量确定、螺纹副运动同步性精度修正等工序，并分别设定计算模型，满足进给卡盘装置运行稳定性的技术要求。本发明方法设计合理、工序紧凑流畅，计算测量便捷、减轻劳动强度、减少对人员技能经验的依赖，安全可靠、实用高效，易于现场实施。

Description

一种用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正 的方法

技术领域

本发明涉及钢管生产技术，尤其是指一种用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法。

背景技术

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。

参见图1～图7，两辊周期式冷轧管机主要由进给回转机构100、轧制机构200、传动机构、芯棒卡盘机构、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、气动系统和中间支承机构300等组成。其中间支承机构300由中间床身1及支承座2、进给卡盘3、三线丝杠4、活动中心架5、润滑管道6、传动装置等部件组成。其功能是前端连接轧制机构的机座200，后端连接进给回转机构100的齿轮箱体101，用以进给回转机构100与轧制机构200间的过渡连接与支承作用。其中进给卡盘3由上箱体31及下箱体31’、滚动轴承32、卡盘筒体33、卡爪座34及管坯卡爪341、管坯导套35、侧滑板36与下滑板36’、润滑管路支座37、三线铜螺母38及螺母防护罩39等元件组成，用于将旋转运动转换为水平进给运动。活动中心架5由12组独立的可调式中心架与拉杆组成，用于分段支承管坯400及芯棒顶杆8，并可根据不同规格(外径)的管坯400，通过可调式中心架的垂直方向调整，保证管坯400及芯棒顶杆8中心线与冷轧机轧制中心线误差符合技术要求。三线丝杠4由左右两副独立的丝杠轴及联轴器组成，前端通过联轴器与轧制机构200机座的定位轴连接，后端通过联轴器与进给回转机构100输出轴连接，用于传递进给回转机构100输出的旋转运动，带动进给卡盘装置3水平往复运动。润滑管道6有两副独立的润滑管与连接件、阀门等组成，功能为对三线丝杠4与中间床身1进行在线稀油润滑。

无缝钢管轧制时，主电机输出旋转运动，通过减速器及传动轴装置分别将旋转运动传递到主传动机构和进给回转机构。一方面由主传动机构将旋转运动传递到轧制机构，带动工作机架在机座内做水平往复运动，并通过轧辊装置两侧的齿轮与机座两侧的齿条啮合，将工作机架的水平往复运动转换为轧辊装置的同步旋转运动，从而实现对管坯的轧制变形加工，故轧制机构的水平往复运动就是冷轧机轧制变形运动中的主运动。另一方面通过进给回转机构的各轴系分别将输入的旋转运动转换为输出的进给运动和回转运动，其中进给运动就是将进给回转机构输出的旋转运动转换为进给卡盘装置的水平往复运动，推送管坯匀速进入轧制机构变形加工，回转运动就是将动力(旋转运动)传递到芯棒卡盘装置，带动芯棒(顶杆)及管坯做同步旋转运动，用以保证无缝钢管轧制时的圆度和同轴度，故进给与回转运动是冷轧机轧制变形运动中的次(副)运动。

就中间支承机构而言，在无缝钢管轧制时首先承接的就是由进给回转机构输出的进给(旋转)运动，通过联轴器将旋转运动传递到中间床身两侧的三线丝杠，再由三线丝杠传递到中间床身内的进给卡盘装置。通过安装在进给卡盘装置两侧耳座内的三线螺纹副(铜制螺母)，将三线丝杠传递的旋转运动转换为进给卡盘装置的水平往复运动，并由进给卡盘装置带动坯料管在中间床身机构的床身支承座内做匀速水平运动，将坯料管按照设定的轧制进给量(每分钟水平运动位移当量，单位mm/min)匀速推送进入轧制机构，通过工作机架的水平往复运动与机架内轧辊装置的同步旋转运动，从而完成坯料管的冷轧(挤压)变形加工。因此，进给卡盘装置的运行稳定性直接影响到管坯轧制的质量与效能，随着无缝钢管产业的技术进步，高强度、高合金、耐腐蚀、抗变形的镍基合金、高温合金、双相不锈钢等钢种的高端无缝钢管的产业化生产，对轧制精度要求愈加严苛，水平进给运动的误差值≤1mm。

生产实践中进给卡盘装置运行稳定性除装置本身的精度外，主要取决于三线丝杠传递的旋转运动精度，及左右两侧三线丝杠的同步性。三线丝杠的同步性与旋转运动精度除三线丝杠本身原因(如加工精度、磨损当量、变形当量、进给回转机构的输出精度)外主要取决于三线螺纹副(铜制螺母)。较由高强度钢材并经热处理加工的三线丝杠而言，螺纹副(铜制螺母)就是易损件和更换件。由于螺纹副(铜制螺母)在长期与三线丝杠的旋转摩擦中产生磨损，导致梯形螺纹配合面产生轴向运动间隙，且左右两套螺纹副(铜制螺母)的磨损当量不一致。而两侧三线丝杠的旋转运动相对是稳定不变，就会因螺纹副(铜制螺母)的磨损值不同造成进给卡盘装置水平运动中一侧出现超前或滞后现象，导致水平运动中进给卡盘装置的左右扭曲现象，最终就会引起进给卡盘装置在水平运行中的稳定性下降，同时此种现象又会加速铜制螺母的磨损。

进给卡盘装置的运行稳定性出现异常状态，就会造成无缝钢管轧制时进给当量的异常，根据作用力与反作用力(牛顿第三运动定律)，轧制时进给卡盘装置推送管坯进入轧制机构的进给量就是其对于管坯的作用力，而管坯对进给卡盘装置的反作用力一直存在，且与作用力的大小相当。该作用力主要体现在进给卡盘装置左右螺纹副与卡盘箱体内卡盘筒体(主轴)前后两套滚动轴承上。滚动轴承的功能就是在收到轴向负载工况下保证卡盘筒体(主轴)同步旋转，由于滚动轴承的结构特点所有在轴向负载作用下的径向旋转摩擦力较小，磨损量也较小。而进给卡盘两侧螺纹副，在受到进给卡盘箱体传递的轴向负载时，丝杠与铜制螺母之间的螺纹副(梯形螺纹)之间轴向接触面摩擦力增大，磨损量也同步增加。当螺纹副的磨损量越大，则螺纹副之间的运动间隙也越大，轧制时反作用力的破坏作用同步增强，直接对进给卡盘装置产生反向的冲击载荷，且此载荷长期存在，并与轧制力大小和磨损间隙大小呈正比关系。因此，因磨损而产生螺纹副(铜制螺母)与三线丝杠的运动间隙对于无缝钢管冷轧制管加工而言是有害因素，尤其是进给卡盘装置左右两侧的螺纹副磨损量是不同的，所以当进给回转机构输出到三线丝杠的旋转运动保持同步的状态下，因螺纹副磨损量的不同就是引发进给卡盘装置水平运动稳定性的直接原因。

故及时发现两侧螺纹副(铜制螺母)磨损当量的误差并做有效处置，使其运动同步性符合技术要求，就可保障无缝钢管轧制时进给卡盘装置的水平运动精度。目前，因设备设计与制造商未能就螺纹副(铜制螺母)磨损当量的实测提供相应的工艺手册，仅要求当螺纹副(铜制螺母)梯形螺纹磨损量≥2/3螺距P时予以更换。据此，参照机械传动构件的通用作业方式，一般采用实测法和估算法予以处置，即：

1)实测法：就是定期对停机状态下的进给卡盘装置两侧耳座内的螺纹副(铜制螺母)进行拆卸作业并测量螺纹的实际磨损当量，当磨损值≥标准螺纹厚度值的2/3(2/3螺距P)予以报废更换新品螺纹副(铜制螺母)。该方法实用性强，通过直接测量螺纹厚度确定磨损当量，测量误差小，准确率高，但需要对整套进给卡盘装置进行解体作业，拆除上下箱体直接的连接螺栓等紧固件，耗工费时停机作业时间长，且无法及时测定进给卡盘左右两侧螺纹副的同步性误差值。故仅适用于设备计划中修、大修期间实施，不适用于企业生产现场的快速精准运行维护作业。

2)估算法：就是在进给卡盘装置运行状态下，根据作用力与反作用力原理，利用进给卡盘装置的推送与回退之间的位移当量，估算螺纹副(铜制螺母)与三线丝杠之间的运动间隙当量，而后实测三线丝杠螺纹段的厚度值，与估算出的运动间隙值向比较，最终得出螺纹副的磨损值，根据磨损值≥标准螺纹厚度值的2/3(螺距P值的2/3)标准判定是否需要解体更换新品螺纹副。该方式无需对进给卡盘装置进行拆卸解体作业，省工省时，但精度相对较低，估算中的误差相对较大，且对作业人员的经验技能水平要求较高，尤其是无法估算测定进给卡盘左右两侧螺纹副的同步性误差值。故仅适用于生产现场的点检维护作业，不适用于计划检修作业。

综上所述，实测法和估算法都存在着一定的局限性，尤其两种方法都是以明确螺纹副(铜制螺母)与三线丝杠的运动间隙为目标，以是否需要更换新品螺纹副(铜制螺母)为手段，对于存在磨损现象但未超过螺纹段标准螺纹厚度值(螺距P)2/3，且左右两侧运动间隙值(磨损量)不同的工况问题无法处置。而目前对于进给卡盘装置的运行精度及稳定性而言，不仅要保证螺纹副与三线丝杠的运动精度(运动间隙)符合技术要求，更要保证左右两侧的螺纹副运动间隙同步性，即水平进给运动时左右两侧螺纹副的超前与滞后当量应符合技术要求(≤1.0mm)。而现有的作业工艺方法不能同时满足上述要求。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法，针对现有的两辊周期式无缝钢管冷轧机中间床身机构中进给卡盘装置运动间隙在线精度测量与同步性修正方法的技术改进；通过在线精度测量与校正作业后，进给卡盘装置左右两侧螺纹副同步性误差≤0.5mm，为螺纹副构件进行劣化倾向性分析提供数据，促进了设备功能精度建设，从源头上实现了进给卡盘装置运行的持续稳定性，满足了镍基合金、高温合金、双相不锈钢等高端无缝钢管冷轧生产的技术要求，具有一定的消故降本促生产作用；而且，本发明方法通用性强，设计合理、工序紧凑流畅，计算测量便捷、减轻劳动强度、减少对人员技能经验的依赖，易于现场实施。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

本发明根据进给卡盘装置及其螺纹副的工况特点，采用在线精度测量与间隙修正补偿方式，由三线丝杠磨损值测量确定、滚动轴承磨损值测量确定、螺纹副磨损值测量确定、螺纹副运动同步性精度修正等四个主体工序与作业准备、复位调试等两个辅助工序组成，并分别设定计算模型，满足进给卡盘装置运行稳定性的技术要求。

具体的，本发明所述的用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法，其包括如下步骤：

1)作业准备

拆除中间床身与轧制机构内的管坯、芯棒，清理进给卡盘装置上箱体及三线丝杠螺纹段，进给卡盘装置在中间床身内停机工位确认；拆除进给卡盘装置卡盘筒体末端的管坯导套及进给卡盘装置两侧铜制螺母外侧的螺母防护罩；

2)丝杠磨损值测量确定

2.1确定进给卡盘在中间床身内水平往复运动的有效行程长度L，L＝床身长度B－(前活动中心架长度D1+后活动中心架长度D2+前联轴器长度D3+后联轴器长度D4)；

2.2确定位于中间床身上方三线丝杠即左、右侧丝杠的测量长度L1，L1＝进给卡盘在中间床身内的有效行程长度L－进给卡盘长度修正系数t1；t1取值根据不同型号规格的冷轧机进给卡盘长度及铜制螺纹端面防护罩长度确定，以120～200mm为宜；

2.3选定测量部位：采用三段法，根据三线丝杠的测量长度，依照进给卡盘水平运行方向依次确定首端、中部、末端三个测量工位C1、C2、C3，其中，C1＝丝杠测量长度首端+100mm，C2＝丝杠测量长度中点，C3＝丝杠测量长度末端－100mm；

2.4左侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内左侧丝杠，对选定的首端C1左、中部C2左、末端C3左；测量丝杠即分别截取丝杠前端、后端、中部三个部位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，采用均值法分别确定三个测点磨损量，最终确定左侧丝杠磨损均值，即C左＝(C1左+C2左+C3左)/3；

2.5右侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内右侧丝杠，对选定的首端C1右、中部C2右、末端C3右；测量丝杠即分别截取丝杠前端、后端、中部三个部位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，记录读数并采用均值法分别确定三个测点磨损量，最终确定右侧丝杠磨损均值，即C右＝(C1右+C2右+C3右)/3；

3)滚动轴承磨损值测量确定

3.1采用百分表测量进给卡盘装置内前后两套滚动轴承的轴向间隙，首先，将百分表支架的磁铁座固定在进给卡盘装置的上箱体中部，磁铁座中心线与进给卡盘轴心线重合，百分表探针对准进给卡盘筒体末端螺纹段端面；

3.2在线间隙测量：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行200～350mm，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘正向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F1；再次启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘反向水平运行200～350mm，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘反向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F2；

3.3拆除安装在进给卡盘装置上的百分表，并将进给卡盘装置回归到原停机工位；

3.4滚动轴承间隙确认：比较正向与反向工况时进给卡盘装置滚动轴承的间隙值，以正向工况间隙为准，若正向间隙值F1≥反向间隙值F2时，以正向间隙为滚动轴承实测间隙值；正向间隙值F1＜反向间隙值F2时，以正向间隙值与反向间隙值相加之和的均值为滚动轴承实测的间隙值F，F＝(F1+F2)/2；

4)螺纹副磨损值测量确定

以丝杠中部区间的磨损当量作为测量与修正的基础值；

4.1将两把钢直尺以进给卡盘装置的卡盘筒体末端螺纹段端面为基准，基准对准钢直尺100mm刻度线，分别固定在中间床身左右两侧的防护罩上；

4.2螺纹副间隙测量：适用于螺距6～16mm区间内的间隙值测量，测量区间以丝杠旋转10～12圈为宜，即：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行140～168mm，即钢直尺上240～268mm刻度线，然后反向水平运行进给卡盘，此时进给卡盘启动时的停滞距离，就是丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；

4.3螺纹副间隙值读取：进给卡盘启动低速反向水平运行140～168mm后，观察卡盘筒体末端螺纹段端面与0～300mm钢直尺上100mm刻度线的误差，即为丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；分别读取左右两侧床身上钢直尺的刻度值参数，即为空载工况下进给卡盘装置与丝杠螺纹副啮合后的磨损当量A左和A右；

4.4螺纹副磨损量确定：

左侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H左＝左侧螺纹副间隙值A左－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F；

右侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H右＝右侧螺纹副间隙值A右－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F；

4.5螺纹副磨损量适用性判定：

以标准螺纹厚度值的2/3即螺距P值的2/3作为铜制螺母是否适用的判定标准，即：

实测的磨损值≥标准螺纹厚度值的2/3时，则该铜制螺母已不能继续使用，需拆除换新；

实测的磨损值＜标准螺纹厚度值的2/3时，可通过调整铜制螺母轴向基准位置，修正左右两侧螺纹副同步性精度后继续使用，使用的周期与磨损值成正比，可根据实际磨损值酌定；

5)螺纹副运动同步性精度修正即在线运动间隙修正

5.1确定左侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I左＝左侧螺纹副运动间隙H左－左侧丝杠磨损量C左；

5.2确定右侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I右＝左侧螺纹副运动间隙H右－左侧丝杠磨损量C右；

5.3确定修正部位：比较修正当量I左与修正当量I右的数值，以磨损较小及修正当量相对较小一侧的螺纹付为基准，以另一侧为修正部位；

5.4确定修正量I：以修正当量I左与修正当量I右两者的差值的绝对值为在线修正量，通过轴向位移铜制螺母安装位置，实现铜制螺母在正向水平位移时与三线丝杠的同步性误差修正；

5.5制备加工垫片：根据实测修正当量，按照铜制螺母端面轴肩形制加工半环形垫片，垫片材质为铜质，垫片厚度以不超过实测修正当量为宜，且不应小于实测修正当量I左或I右的10～20％为宜；

5.6修正补偿作业：以磨损量较小的一侧铜制螺母为基准，首先拆除进给卡盘装置磨损量较大的铜制螺母端面紧固螺钉，随后低速点动进给卡盘反向水平运行即丝杠旋转量不大于1圈，而后将制备好的垫片安装在磨损量较大的剖分式铜制螺母轴肩与进给卡盘耳座端面之间区域，安装并预紧螺钉，此时低速点动进给卡盘正向水平运行即丝杠旋转量不大于1圈，再行紧固铜制螺母螺钉；

6)中间床身机构复位与调试：

6.1通电空载工况下进行调试，采用钢直尺刻度法复核进给左、右侧丝杠与进给卡盘装置铜制螺母螺纹副的同步性误差值；当误差值＜1mm时，该螺纹副的同步性符合要求，可进行轧制生产；当误差值≥1mm时，说明在线修正作业不合格，需再次进行修正调整作业，直至误差值＜1mm；

6.2安装进给卡盘管坯导套、铜制螺母端部防护罩，交付生产方使用。

本发明的有益效果：

1)工序设计合理、工序工步流畅，实用高效，具有一定的消故降本促生产作用，满足镍基合金、高温合金、双相不锈钢等高端无缝钢管的冷轧生产需求，促进企业核心产品的市场竞争力；

2)利用牛顿第三运动定律(作用与反作用定理)，实现非解体工况下的无缝钢管冷轧机中间床身机构进给卡盘装置与三线丝杠梯形螺纹磨损间隙的测量与精度修整作业；

3)依据进给卡盘装置及其螺纹副的工况特点，采用在线精度测量与间隙修正补偿方式，分别设定计算模型实现标准化作业，且作业过程量化可控；

4)计算测量便捷，省工省时，安全可靠、减轻劳动强度、减少对人员技能经验的依赖，中级工就能胜任；

5)综合考量各运动元件的实际工况，采用空载工况下的运动间隙作为修整补偿的依据，在生产实践中更具有可操作性，且精度符合生产技术与设备运行技术要求。

6)无需增加相关费用投入支出，精度修整作业一次性合格率达到100％，实用高效，易于现场实施；

7)通过在线精度测量与校正作业后，进给卡盘装置左右两侧螺纹副同步性误差≤0.5mm，为螺纹副构件进行劣化倾向性分析提供数据，持续保证了进给卡盘装置的运行稳定性，促进了冷轧生产设备的功能精度建设；

8)通用性强，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，对目前业内两辊周期式无缝钢管冷轧机中间床身机构中的进给卡盘装置运行稳定性的方法与措施，具有一定的借鉴、应用价值。

附图说明

图1为两辊周期式无缝钢管冷轧机中间支承机构的结构示意图；

图2为图1的侧视图；

图3为图1的俯视图；

图4为无缝钢管冷轧机进给卡盘装置的结构示意图；

图5为图4的俯视图；

图6为图4的A-A剖视图；

图7为图6的K向视图；

图8为无缝钢管冷轧机进给运动间隙的结构示意图；

图9为图8中I部的局部放大示意图；

图10为无缝钢管冷轧机中间支承机构测量作业工况的示意图；

图中：

t1－进给卡盘长度修正系数；

D1－中间床身内前端活动中心架总长度；D2－中间床身内后端活动中心架总长度；

D3－中间床身内前端联轴器等装置总长度；D4－中间床身内后端联轴器等装置总长度；

L－进给卡盘在中间床身内水平往复运动的有效长度；

L1－中间床身内三线丝杠的测量长度；

B－中间床身支承座(床身)总长度；

进给卡盘定位位置－丝杠测量长度中点+t2；

C1－丝杠测量长度首端－100mm；C2－丝杠测量长度中点；

C3－丝杠测量长度末端－100mm；

图11为无缝钢管冷轧机进给卡盘滚动轴承间隙测量工况的示意图；

图12为无缝钢管冷轧机进给卡盘螺纹副磨损间隙测量工况的示意图。

具体实施方式

参见图1～图12，本发明所述的用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法，其包括如下步骤：

1)作业准备

拆除中间床身1与轧制机构内的管坯400、芯棒(顶杆)8，清理进给卡盘装置3上箱体31及三线丝杠4螺纹段，进给卡盘装置3在中间床身1内停机工位确认；拆除进给卡盘装置3卡盘筒体33末端的管坯导套35及进给卡盘装置3两侧铜制螺母38外侧的螺母防护罩39；

2)丝杠磨损值测量确定

2.1确定进给卡盘装置3在中间床身1内水平往复运动的有效行程长度L，L＝床身长度B-(前活动中心架5长度D1+后活动中心架5’长度D2+前联轴器6长度D3+后联轴器6’长度D4)；

2.2确定位于中间床身1上方三线丝杠4(左、右侧丝杠41、42)的测量长度L1，L1＝进给卡盘装置3在中间床身1内的有效行程长度L-进给卡盘装置3长度修正系数t1；t1取值根据不同型号规格的冷轧机进给卡盘长度及铜制螺母38端面防护罩39长度确定，以120～200mm为宜；

2.3选定测量部位：采用三段法，根据三线丝杠4即左、右侧丝杠41、42的测量长度，依照进给卡盘水平运行方向依次确定首端、中部、末端三个测量工位C1、C2、C3，其中，C1＝丝杠测量长度首端+100mm，C2＝丝杠测量长度中点，C3＝丝杠测量长度末端-100mm；

2.4左侧丝杠41磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内左侧丝杠，对选定的首端C1左、中部C2左、末端C3左；测量丝杠即分别截取丝杠前端、后端、中部三个部位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，采用均值法分别确定三个测点磨损量，最终确定左侧丝杠磨损均值，即C左＝(C1左+C2左+C3左)/3；

2.5右侧丝杠42磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内右侧丝杠，对选定的首端C1右、中部C2右、末端C3右；测量丝杠即分别截取丝杠前端、后端、中部三个部位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，记录读数并采用均值法分别确定三个测点磨损量，最终确定右侧丝杠磨损均值，即C右＝(C1右+C2右+C3右)/3；

3)滚动轴承磨损值测量确定

3.1采用百分表9测量进给卡盘装置内前后两套滚动轴承32的轴向间隙，首先，将百分表支架91的磁铁座固定在进给卡盘装置3的上箱体31中部，磁铁座中心线与进给卡盘装置3轴心线重合，百分表9探针对准进给卡盘筒体33末端螺纹段端面331；

3.2在线间隙测量：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘装置3正向水平运行200～350mm，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘装置3正向运行工况时滚动轴承32的实测间隙值F1；再次启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘装置3反向水平运行200～350mm，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘装置3反向运行工况时滚动轴承32的实测间隙值F2；

3.3拆除安装在进给卡盘装置3上的百分表9，并将进给卡盘装置3回归到原停机工位；

3.4滚动轴承间隙确认：比较正向与反向工况时进给卡盘装置3滚动轴承32的间隙值，以正向工况间隙为准，若正向间隙值F1≥反向间隙值F2时，以正向间隙为滚动轴承32实测间隙值；正向间隙值F1＜反向间隙值F2时，以正向间隙值与反向间隙值相加之和的均值为滚动轴承32实测的间隙值F，F＝(F1+F2)/2；

4)螺纹副磨损值测量确定

以三线丝杠4中部区间的磨损当量作为测量与修正的基础值；

4.1将两把(0～300mm)钢直尺10，以进给卡盘装置3的卡盘筒体33末端螺纹段端面为基准，基准对准钢直尺100mm刻度线，分别固定在中间床身1左右两侧的防护罩36上；

4.2螺纹副间隙测量：适用于螺距6～16mm区间内的间隙值测量，三线丝杠4及铜制螺母38的螺距为14mm，故测量区间以三线丝杠4旋转10～12圈为宜，即：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘装置3正向水平运行140～168mm，即钢直尺上240～268mm刻度线，然后反向水平运行进给卡盘装置3，此时进给卡盘装置3启动时的停滞距离，就是三线丝杠4与铜制螺母38间螺纹副啮合间隙值；

4.3螺纹副间隙值读取：进给卡盘装置3启动低速反向水平运行140～168mm后，观察卡盘筒体33末端螺纹段端面与0～300mm钢直尺上100mm刻度线的误差，即为三线丝杠4与铜制螺母35间螺纹副啮合间隙值；分别读取左右两侧中间床身1上钢直尺的刻度值参数，即为空载工况下进给卡盘装置3与三线丝杠4螺纹副啮合后的磨损当量A左和A右；

4.4螺纹副磨损量确定：

左侧丝杠41与进给卡盘装置3左侧耳座37内铜制螺母38啮合间隙H左＝左侧螺纹副间隙值A左－进给卡盘装置3滚动轴承38间隙值F；

右侧丝杠42与进给卡盘装置3右侧耳座37’内铜制螺母38啮合间隙H右＝右侧螺纹副间隙值A右－进给卡盘装置3滚动轴承32间隙值F；

4.5螺纹副磨损量适用性判定：

以标准螺纹厚度值的2/3即螺距P值的2/3作为铜制螺母38是否适用的判定标准，即：

实测的磨损值≥标准螺纹厚度值的2/3时，则该铜制螺母38已不能继续使用，需拆除换新；

实测的磨损值＜标准螺纹厚度值的2/3时，可通过调整铜制螺母38轴向基准位置，修正左右两侧螺纹副同步性精度后继续使用，使用的周期与磨损值成正比，可根据实际磨损值酌定；

5)螺纹副运动同步性精度修正即在线运动间隙修正

5.1确定左侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I左＝左侧螺纹副运动间隙H左－左侧丝杠磨损量C左；

5.2确定右侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I右＝左侧螺纹副运动间隙H右－左侧丝杠4磨损量C右；

5.3确定修正部位：比较修正当量I左与修正当量I右的数值，以磨损较小及修正当量相对较小一侧的螺纹付为基准，以另一侧为修正部位；

5.4确定修正量I：以修正当量I左与修正当量I右两者的差值的绝对值为在线修正量，通过轴向位移铜制螺母38安装位置，实现铜制螺母38在正向水平位移时与三线丝杠4的同步性误差修正；

5.5制备加工垫片：根据实测修正当量，按照铜制螺母端面轴肩形制加工半环形垫片，垫片材质为铜质，垫片厚度以不超过实测修正当量为宜，且不应小于实测修正当量I左或I右的10～20％为宜；

5.6修正补偿作业：以磨损量较小的一侧铜制螺母为基准，首先拆除进给卡盘装置3磨损量较大的铜制螺母端面紧固螺钉，随后低速点动进给卡盘装置3反向水平运行即三线丝杠4旋转量不大于1圈，而后将制备好的垫片安装在磨损量较大的剖分式铜制螺母38轴肩与进给卡盘装置3耳座端面之间区域，安装并预紧螺钉，此时低速点动进给卡盘正向水平运行即三线丝杠旋转量不大于1圈，再行紧固铜制螺母螺钉；

6)中间床身机构复位与调试：

6.1通电空载工况下进行调试，采用钢直尺刻度法复核进给左右侧三线丝杠与进给卡盘装置铜制螺母螺纹副的同步性误差值；当误差值＜1mm时，该螺纹副的同步性符合要求，可进行轧制生产；当误差值≥1mm时，说明在线修正作业不合格，需再次进行修正调整作业，直至误差值＜1mm；

6.2安装进给卡盘管坯导套35、铜制螺母38端部防护罩39，交付生产方使用。

按照上述工序完成了本发明所提供种用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法的现场使用，经过在线精度修整后的进给卡盘装置与三线丝杠间螺纹副可恢复到较好的工作状态，其进给卡盘装置两侧螺纹副的同步性误差值≤0.5mm，可满足高强度、抗变形的镍基合金、高温合金、双相不锈钢等钢种无缝钢管冷轧生产的技术需求。

实施例1

以轧制成品规格

的LG-220H两辊周期式无缝钢管冷轧机，三线丝杠螺距＝14mm，床身长度B＝12726mm，床身内前、后活动中心架累积总长度D1＝620mm、D2＝620mm，床身内前、后联轴器等装置总长度D3＝520mm、D4＝1270mm，修正系数t1＝160mm。在轧制成品规格/>

无缝钢管前进行设备维护作业为例，现场实施中间床身机构的进给卡盘装置运动间隙在线精度修正作业，其作业步骤包括：

1、作业准备

1.1拆除中间床身机构与轧制机构内的管坯、芯棒等物品，清理进给卡盘装置上箱体及三线丝杠螺纹段(无杂质、油污)，进给卡盘装置在中间床身内停机工位确认(进给卡盘停在中间床身支承座近中部略靠末端工位，其铜制螺母端部防护罩距离三线丝杠中部测量点距离t2＝250～300mm为宜)。

1.2拆除进给卡盘装置卡盘筒体末端的管坯导套并清理导套的端面(无杂质、油污)；拆除进给卡盘装置两侧铜制螺母外侧的螺母防护罩，并清理铜制螺母及其丝杠啮合部位(无杂质、油污)；

2、三线丝杠磨损值测量确定

2.1、确定进给卡盘在中间床身内水平往复运动的有效行程长度L：L＝中间床身支承座(床身长度B－床身内前后活动中心架累积总长度D1、D2－床身内前后联轴器等装置总长度D3、D4)＝12726－620－620－520－1270＝9696mm；

2.2、确定中间床身上方三线丝杠(左、右侧丝杠)的测量长度L1：L1＝进给卡盘在中间床身内的有效行程长度L－进给卡盘长度修正系数t1，t1＝160mm。L1＝9696－160＝9536mm；

2.3、选定测量部位：采用三段法，根据三线丝杠的测量长度，依照进给卡盘水平运行方向依次确定首端、中部、末端等三个测量工位(C1、C2、C3)，其中C1＝丝杠测量长度首端+100mm＝0+100＝100mm、C2＝丝杠测量长度中点＝9536/2＝4768mm、C3＝丝杠测量长度末端－100mm＝9536－100＝9436mm；

2.4、左侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内左侧丝杠，对选定的首端C1左、中部C2左、末端C3左；测量工位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，采用均值法分别确定三个测点磨损量，C1左＝0.12mm、中部C2左＝0.18mm、末端C3左＝0.10mm，最终确定左侧丝杠磨损均值，即C左＝(C1左+C2左+C3左)/3＝(0.12+0.18+0.10)/3＝0.13mm；

2.5、右侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内右侧丝杠，对选定的首端C1右、中部C2右、末端C3右；测量工位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，记录读数并采用均值法分别确定三个测点磨损量，C1右＝0.14mm、中部C2右＝0.22mm、末端C3＝0.12mm右最终确定右侧丝杠磨损均值，即C右＝(C1右+C2右+C3右)/3＝(0.14+0.22+0.12)/3＝0.16mm；

3、滚动轴承磨损值测量确定

3.1)安装量具：采用百分表测量进给卡盘装置前后两套滚动轴承的轴向间隙，首先将百分表支架的磁铁座固定在进给卡盘装置的上箱体中部，磁铁座中心线与进给卡盘轴心线重合，百分表探针对准进给卡盘筒体末端(原安装管坯导套)螺纹段端面；

3.2)在线间隙测量：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行200～350mm，尤以250～300mm为宜，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘正向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F1＝0.36mm；再次启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘反向水平运行200～350mm，尤以250～300mm为宜，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘反向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F2＝0.28mm；

3.3)拆除量具：拆除安装在进给卡盘装置上的百分表，并将进给卡盘装置回归到原停机工位；

3.4)滚动轴承间隙确认：比较正向与反向工况时进给卡盘装置滚动轴承的间隙值，以正向工况间隙为准，当正向间隙值F1≥反向间隙值F2时，以正向间隙为滚动轴承实测间隙值，F1＝0.36mm，F2＝0.28mm，F1≥F2，即F＝0.36mm；

4、螺纹副磨损值测量确定

由于进给卡盘在中间床身中运行时，三线丝杠中部区间使用最为频繁，故以该区域的磨损当量作为测量与修正的基础值，即：

4.1)安装量具：将两把0～300mm钢直尺，以进给卡盘装置的卡盘筒体末端螺纹段端面为基准，基准对准钢直尺100mm刻度线，分别固定在中间床身左右两侧的防护罩上；

4.2)螺纹副间隙测量：三线丝杠及铜制螺母的螺距为14mm，故测量区间以三线丝杠旋转10～12圈为宜，即：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行10圈，即140mm(钢直尺上240mm刻度线)，然后反向水平运行进给卡盘，此时进给卡盘启动时的停滞距离，就是三线丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；

4.3)螺纹副间隙值读取：给卡盘启动反向水平运行10圈(约140mm)后，观察卡盘筒体末端螺纹段端面与(0～300mm)钢直尺上100mm刻度线的误差，即为三线丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；分别读取左、右两侧床身上钢直尺的(刻度值)参数，即为空载工况下进给卡盘装置与三线丝杠螺纹副啮合后的磨损当量A左＝3.6mm和A右＝4.7mm；

4.4)螺纹副磨损量确定：

左侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H左＝左侧螺纹副间隙值A左－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F＝3.6－0.36＝3.24mm。

右侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H右＝右侧螺纹副间隙值A右－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F＝4.7－0.36＝4.34mm。

4.5)螺纹副磨损量适用性判定：

以标准螺纹厚度值的2/3(螺距P值的2/3)作为铜制螺母是否适用的判定标准，螺距＝14mm，螺距P值的2/3＝9.3mm，实测间隙值H左＝2.84mm、H右＝3.04mm，均＜9.3mm，磨损量符合可修正使用的区间，可通过调整铜制螺母轴向基准位置，修正左右两侧螺纹副同步性精度后继续使用。

5、在线运动间隙修正

5.1)确定左侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I左＝左侧螺纹副运动间隙H左－左侧丝杠磨损量C左＝3.24mm－0.13mm＝3.11mm；

5.2)确定右侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I右＝左侧螺纹副运动间隙H右－左侧丝杠磨损量C右＝4.34mm－0.16mm＝4.18mm；

5.3)确定修正部位：比较修正当量I左与修正当量I右的数值，以磨损较小及修正当量相对较小一侧的螺纹付为基准，修正当量I左＝3.11mm＜修正当量I右4.18mm，故左侧螺纹副为修正基准，右侧螺纹副为修正作业部位；

5.4)确定修正量I：以修正当量I左(3.11mm)与修正当量I右(4.18mm)两者的差值的绝对值为在线修正量，即修正量I＝4.18－3.11mm＝1.07mm；通过轴向位移铜制螺母安装位置，实现铜制螺母在正向水平位移时与三线丝杠的同步性误差修正；

5.5)制备加工垫片：根据实测修正当量，按照铜制螺母端面轴肩形制加工半环形垫片，垫片材质为铜皮，垫片厚度以不超过实测修正当量为宜，且不应小于实测修正当量I左或I右的10～20％为宜。修正当量I左＝3.11mm，修正当量I右＝4.18mm，修正量I＝1.07mm；选用厚度为1.0mm铜皮制备半环形垫片，符合上述相关参数要求；

5.6)修正补偿作业：以磨损量较小的一侧铜制螺母为基准，首先拆除进给卡盘装置磨损量较大的铜制螺母端面紧固螺钉，随后低速点动进给卡盘反向水平运行(丝杠旋转量不大于1圈)，而后将制备好的厚度1.0mm垫片安装在磨损量较大的剖分式铜制螺母轴肩与进给卡盘耳座端面之间区域，安装并预紧螺钉，此时低速点动进给卡盘正向水平运行(丝杠旋转量不大于1圈)，再行紧固铜制螺母螺钉；

6、中间床身机构复位与调试：

6.1采用钢直尺刻度法复核进给左右三线丝杠与进给卡盘装置铜制螺母螺纹副的同步性误差值；实测空载工况下进给卡盘装置左侧刻度读数103.6mm，右侧刻度读数为103.8mm，两者之间误差值＜1mm，符合技术要求。

6.2安装进给卡盘管坯导套、铜制螺母端部防护罩等，交付生产方使用。

实施例2

以轧制成品规格

的LG－150H两辊周期式无缝钢管冷轧机，三线丝杠螺距＝14mm，床身长度B＝12520mm，床身内前、后活动中心架累积总长度D1＝600mm、D2＝600mm，床身内前、后联轴器等装置总长度D3＝520mm、D4＝1240mm，修正系数t1＝160mm。在轧制成品规格/>

无缝钢管前进行设备维护作业为例，现场实施中间床身机构的进给卡盘装置运动间隙在线精度修正作业，其作业步骤包括：

1、作业准备

1.1、拆除中间床身机构与轧制机构内的管坯、芯棒等物品，清理进给卡盘装置上箱体及三线丝杠螺纹段(无杂质、油污)，进给卡盘装置在中间床身内停机工位确认(进给卡盘停在中间床身支承座近中部略靠末端工位，其铜制螺母端部防护罩距离三线丝杠中部测量点距离t2＝250～300mm为宜)；

1.2、拆除进给卡盘装置卡盘筒体末端的管坯导套并清理导套的端面(无杂质、油污)；拆除进给卡盘装置两侧铜制螺母外侧的螺母防护罩，并清理铜制螺母及其丝杠啮合部位(无杂质、油污)。

2、三线丝杠磨损值测量确定：

2.1、确定进给卡盘在中间床身内水平往复运动的有效行程长度L：L＝中间床身支承座(床身长度B－床身内前后活动中心架累积总长度D1、D2－床身内前后联轴器等装置总长度D3、D4)＝12520－600－600－520－1240＝9560mm；

2.2、确定中间床身上方三线丝杠(左、右侧丝杠)的测量长度L1：L1＝进给卡盘在中间床身内的有效行程长度L－进给卡盘长度修正系数t1，t1＝160mm。L1＝9560－160＝9400mm；

2.3、选定测量部位：采用三段法，根据三线丝杠的测量长度，依照进给卡盘水平运行方向依次确定首端、中部、末端等三个测量工位(C1、C2、C3)，其中C1＝丝杠测量长度首端+100mm＝0+100＝100mm、C2＝丝杠测量长度中点＝9400/2＝4700mm、C3＝丝杠测量长度末端－100mm＝9400－100＝9300mm；

2.4、左侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内左侧三线丝杠，对选定的首端C1左、中部C2左、末端C3左；测量工位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，采用均值法分别确定三个测点磨损量，C1左＝0.12mm、中部C2左＝0.18mm、末端C3左＝0.14mm，最终确定左侧丝杠磨损均值，即C左＝(C1左+C2左+C3左)/3＝(0.12+0.18+0.14)/3＝0.15mm；

2.5、右侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内右侧丝杠，对选定的首端C1右、中部C2右、末端C3右；测量工位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，记录读数并采用均值法分别确定三个测点磨损量，C1右＝0.14mm、中部C2右＝0.23mm、末端C3＝0.16mm右最终确定右侧丝杠磨损均值，即C右＝(C1右+C2右+C3右)/3＝(0.14+0.23+0.16)/3＝0.18mm；

3、滚动轴承磨损值测量确定

3.1)安装量具：采用百分表测量进给卡盘装置前后两套滚动轴承的轴向间隙，首先将百分表支架的磁铁座固定在进给卡盘装置的上箱体中部，磁铁座中心线与进给卡盘轴心线重合，百分表探针对准进给卡盘筒体末端(原安装管坯导套)螺纹段端面；

3.2)在线间隙测量：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行200～350mm，尤以250～300mm为宜，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘正向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F1＝0.36mm；再次启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘反向水平运行200～350mm，尤以250～300mm为宜，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘反向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F2＝0.40mm；

3.3)拆除量具：拆除安装在进给卡盘装置上的百分表，并将进给卡盘装置回归到原停机工位；

3.4)滚动轴承间隙确认：比较正向与反向工况时进给卡盘装置滚动轴承的间隙值，以正向工况间隙为准，当正向间隙F1＜反向间隙值F2时，以正向间隙与反向间隙相加之和的均值为滚动轴承实测间隙值F，F＝(F1+F2)/2＝(0.36+0.40)/2＝0.38mm；

4、螺纹副磨损值测量确定：

由于进给卡盘在中间床身中运行时，三线丝杠中部区间使用最为频繁，故以该区域的磨损当量作为测量与修正的基础值，即：

4.1)安装量具：将两把0～300mm钢直尺，以进给卡盘装置的卡盘筒体末端螺纹段端面为基准，基准对准钢直尺100mm刻度线，分别固定在中间床身左右两侧的防护罩上。

4.2)螺纹副间隙测量：三线丝杠及铜制螺母的螺距为14mm，故测量区间以三线丝杠旋转10～12圈为宜，即：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行10圈，即140mm(钢直尺上240mm刻度线)，然后反向水平运行进给卡盘，此时进给卡盘启动时的停滞距离，就是三线丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值。

4.3)螺纹副间隙值读取：给卡盘启动反向水平运行10圈(约140mm)后，观察卡盘筒体末端螺纹段端面与0～300mm钢直尺上100mm刻度线的误差，即为三线丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；分别读取左、右两侧床身上钢直尺的(刻度值)参数，即为空载工况下进给卡盘装置与三线丝杠螺纹副啮合后的磨损当量A左＝3.5mm和A右＝4.6mm。

4.4)螺纹副磨损量确定：

左侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H左＝左侧螺纹副间隙值A左－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F＝3.5－0.38＝3.12mm。

右侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H右＝右侧螺纹副间隙值A右－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F＝4.6－0.38＝4.22mm；

4.5)螺纹副磨损量适用性判定：

以标准螺纹厚度值的2/3(螺距P值的2/3)作为铜制螺母是否适用的判定标准，螺距＝14mm，螺距P值的2/3＝9.3mm，实测间隙值H左＝3.12mm、H右＝4.22mm，均＜9.3mm，磨损量符合可修正使用的区间，可通过调整铜制螺母轴向基准位置，修正左右两侧螺纹副同步性精度后继续使用。

5、在线运动间隙修正

5.1)确定左侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I左＝左侧螺纹副运动间隙H左－左侧丝杠磨损量C左＝3.12mm－0.15mm＝2.97mm。

5.2)确定右侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I右＝左侧螺纹副运动间隙H右－左侧丝杠磨损量C右＝4.22mm－0.18mm＝4.04mm；

5.3)确定修正部位：比较修正当量I左与修正当量I右的数值，以磨损较小及修正当量相对较小一侧的螺纹付为基准，修正当量I左＝2.97mm＜修正当量I右4.04mm，故左侧螺纹副为修正基准，右侧螺纹副为修正作业部位；

5.4)确定修正量I：以修正当量I左(2.97mm)与修正当量I右(4.04mm)两者的差值的绝对值为在线修正量，即修正量I＝4.04－2.97mm＝1.07mm；通过轴向位移铜制螺母安装位置，实现铜制螺母在正向水平位移时与三线丝杠的同步性误差修正；

5.5)制备加工垫片：根据实测修正当量，按照铜制螺母端面轴肩形制加工半环形垫片，垫片材质为铜皮，垫片厚度以不超过实测修正当量为宜，且不应小于实测修正当量I左或I右的10～20％为宜。修正当量I左＝2.97mm，修正当量I右＝4.07mm，修正量I＝1.07mm；选用厚度为1.0mm铜皮制备半环形垫片，符合上述相关参数要求；

5.6)修正补偿作业：以磨损量较小的一侧铜制螺母为基准，首先拆除进给卡盘装置磨损量较大的铜制螺母端面紧固螺钉，随后低速点动进给卡盘反向水平运行(丝杠旋转量不大于1圈)，而后将制备好的厚度1.0mm垫片安装在磨损量较大的剖分式铜制螺母轴肩与进给卡盘耳座端面之间区域，安装并预紧螺钉，此时低速点动进给卡盘正向水平运行(丝杠旋转量不大于1圈)，再行紧固铜制螺母螺钉。

6、中间床身机构复位与调试：

6.1)采用钢直尺刻度法复核进给左右三线丝杠与进给卡盘装置铜制螺母螺纹副的同步性误差值；实测空载工况下进给卡盘装置左侧刻度读数103.6mm，右侧刻度读数为104.0mm，两者之间误差值＜1mm，符合技术要求；

6.2)安装进给卡盘管坯导套、铜制螺母端部防护罩等，交付生产方使用。

实施例3

以轧制成品规格

的LG－110H两辊周期式无缝钢管冷轧机，三线丝杠螺距＝12mm，床身长度B＝10470mm，床身内前、后活动中心架累积总长度D1＝560mm、D2＝560mm，床身内前、后联轴器等装置总长度D3＝490mm、D4＝1180mm，修正系数t1＝140mm。在轧制成品规格/>

无缝钢管前进行设备维护作业为例，现场实施中间床身机构的进给卡盘装置运动间隙在线精度修正作业，其作业步骤包括：

1、作业准备

1.1、拆除中间床身机构与轧制机构内的管坯、芯棒等物品，清理进给卡盘装置上箱体及三线丝杠螺纹段(无杂质、油污)，进给卡盘装置在中间床身内停机工位确认(进给卡盘停在中间床身支承座近中部略靠末端工位，其铜制螺母端部防护罩距离三线丝杠中部测量点距离t2＝250～300mm为宜)；

1.2、拆除进给卡盘装置卡盘筒体末端的管坯导套并清理导套的端面(无杂质、油污)；拆除进给卡盘装置两侧铜制螺母外侧的螺母防护罩，并清理铜制螺母及其丝杠啮合部位(无杂质、油污)；

2、三线丝杠磨损值测量确定

2.1、确定进给卡盘在中间床身内水平往复运动的有效行程长度L：L＝(床身长度B－床身内前后活动中心架累积总长度D1、D2－床身内前后联轴器等装置总长度D3、D4)＝10470－560－560－490－1190＝7670mm；

2.2、确定中间床身上方三线丝杠(左、右侧丝杠)的测量长度L1：L1＝进给卡盘在中间床身内的有效行程长度L－进给卡盘长度修正系数t1，t1＝140mm。L1＝7670－140＝7530mm；

2.3、选定测量部位：采用三段法，根据三线丝杠的测量长度，依照进给卡盘水平运行方向依次确定首端、中部、末端等三个测量工位(C1、C2、C3)，其中C1＝丝杠测量长度首端+100mm＝0+100＝100mm、C2＝丝杠测量长度中点＝7530/2＝3765mm、C3＝丝杠测量长度末端－100mm＝7670－100＝7570mm；

2.4、左侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内左侧丝杠，对选定的首端C1左、中部C2左、末端C3左；测量工位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，采用均值法分别确定三个测点磨损量，C1左＝0.15mm、中部C2左＝0.20mm、末端C3左＝0.13mm，最终确定左侧丝杠磨损均值，即C左＝(C1左+C2左+C3左)/3＝(0.15+0.20+0.13)/3＝0.16mm；

2.5、右侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内右侧丝杠，对选定的首端C1右、中部C2右、末端C3右；测量工位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，记录读数并采用均值法分别确定三个测点磨损量，C1右＝0.12mm、中部C2右＝0.18mm、末端C3＝0.12mm右最终确定右侧丝杠磨损均值，即C右＝(C1右+C2右+C3右)/3＝(0.12+0.18+0.12)/3＝0.14mm。

3、滚动轴承磨损值测量确定

3.1)安装量具：采用百分表测量进给卡盘装置前后两套滚动轴承的轴向间隙，首先将百分表支架的磁铁座固定在进给卡盘装置的上箱体中部，磁铁座中心线与进给卡盘轴心线重合，百分表探针对准进给卡盘筒体末端(原安装管坯导套)螺纹段端面。

3.2)在线间隙测量：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行200～350mm，尤以250～300mm为宜，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘正向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F1＝0.32mm；再次启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘反向水平运行200～350mm，尤以250～300mm为宜，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘反向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F2＝0.30mm；

3.3)拆除量具：拆除安装在进给卡盘装置上的百分表，并将进给卡盘装置回归到原停机工位；

3.4)滚动轴承间隙确认：比较正向与反向工况时进给卡盘装置滚动轴承的间隙值，以正向工况间隙为准，当正向间隙值F1≥反向间隙值F2时，以正向间隙为滚动轴承实测间隙值，F1＝0.32mm，F2＝0.30mm，F1≥F2，即F＝0.32mm。

4、螺纹副磨损值测量确定

由于进给卡盘在中间床身中运行时，三线丝杠中部区间使用最为频繁，故以该区域的磨损当量作为测量与修正的基础值，即：

4.1)安装量具：将两把0～300mm钢直尺，以进给卡盘装置的卡盘筒体末端螺纹段端面为基准，基准对准钢直尺100mm刻度线，分别固定在中间床身左右两侧的防护罩上；

4.2)螺纹副间隙测量：三线丝杠及铜制螺母的螺距为12mm，故测量区间以三线丝杠旋转10～12圈为宜，即：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行10圈，即120mm(钢直尺上220mm刻度线)，然后反向水平运行进给卡盘，此时进给卡盘启动时的停滞距离，就是三线丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；

4.3)螺纹副间隙值读取：给卡盘启动反向水平运行10圈(约120mm)后，观察卡盘筒体末端螺纹段端面与0～300mm钢直尺上100mm刻度线的误差，即为三线丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；分别读取左、右两侧床身上钢直尺的(刻度值)参数，即为空载工况下进给卡盘装置与三线丝杠螺纹副啮合后的磨损当量A左＝3.7mm和A右＝2.8mm；

4.4)螺纹副磨损量确定：

左侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H左＝左侧螺纹副间隙值A左－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F＝3.7－0.32＝3.38mm；

右侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H右＝右侧螺纹副间隙值A右－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F＝2.8－0.32＝2.48mm；

4.5)螺纹副磨损量适用性判定：

以标准螺纹厚度值的2/3(螺距P值的2/3)作为铜制螺母是否适用的判定标准，螺距＝12mm，螺距P值的2/3＝9.0mm，实测间隙值H左＝3.38mm、H右＝2.48mm，均＜9.0mm，磨损量符合可修正使用的区间，可通过调整铜制螺母轴向基准位置，修正左右两侧螺纹副同步性精度后继续使用。

5、在线运动间隙修正

5.1)确定左侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I左＝左侧螺纹副运动间隙H左－左侧丝杠磨损量C左＝3.38mm－0.16mm＝3.22mm；

5.2)确定右侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I右＝左侧螺纹副运动间隙H右－左侧丝杠磨损量C右＝2.48mm－0.14mm＝2.34mm；

5.3)确定修正部位：比较修正当量I左与修正当量I右的数值，以磨损较小及修正当量相对较小一侧的螺纹付为基准，修正当量I左＝3.22mm＞修正当量I右2.34mm，故右侧螺纹副为修正基准，左侧螺纹副为修正作业部位；

5.4)确定修正量I：以修正当量I左(3.22mm)与修正当量I右(2.34mm)两者的差值的绝对值为在线修正量，即修正量I＝3.22－2.34mm＝0.88mm；通过轴向位移铜制螺母安装位置，实现铜制螺母在正向水平位移时与三线丝杠的同步性误差修正；

5.5)制备加工垫片：根据实测修正当量，按照铜制螺母端面轴肩形制加工半环形垫片，垫片材质为铜皮，垫片厚度以不超过实测修正当量为宜，且不应小于实测修正当量I左或I右的10～20％为宜；修正当量I左＝3.22mm，修正当量I右＝2.34mm，修正量I＝0.88mm；选用厚度为0.5mm和0.30mm的铜皮分别制备半环形垫，符合上述相关参数要求；

5.6)修正补偿作业：以磨损量较小的一侧铜制螺母为基准，首先拆除进给卡盘装置磨损量较大的铜制螺母端面紧固螺钉，随后低速点动进给卡盘反向水平运行(丝杠旋转量不大于1圈)，而后将制备好的厚度0.5mm和0.3mm垫片叠加后安装在磨损量较大的剖分式铜制螺母轴肩与进给卡盘耳座端面之间区域，安装并预紧螺钉，此时低速点动进给卡盘正向水平运行(丝杠旋转量不大于1圈)，再行紧固铜制螺母螺钉。

6、中间床身机构复位与调试

6.1采用钢直尺刻度法复核进给左、右侧丝杠与进给卡盘装置铜制螺母螺纹副的同步性误差值；实测空载工况下进给卡盘装置左侧刻度读数103.1mm，右侧刻度读数为102.8mm，两者之间误差值＜1mm，符合技术要求；

6.2安装进给卡盘管坯导套、铜制螺母端部防护罩等，交付生产方使用。

本发明所述方法充分利用牛顿第三运动定律(作用与反作用定理)，实现非解体工况下的无缝钢管冷轧机中间床身机构进给卡盘装置与三线丝杠梯形螺纹磨损间隙的测量与精度修整作业。依据进给卡盘装置及其螺纹副的工况特点，采用在线精度测量与间隙修正补偿方式，分别设定计算模型实现标准化作业，且作业过程量化可控，省工省时，减轻劳动强度、减少对人员技能经验的依赖，工艺设计合理、工序紧凑流畅，计算测量便捷，精度修整作业一次性合格率达到100％；通过在线精度测量与校正作业后，进给卡盘装置左右两侧螺纹副同步性误差≤1.0mm，为螺纹副构件进行劣化倾向性分析提供数据，促进了设备功能精度建设，从源头上实现了进给卡盘装置运行的持续稳定性，满足了镍基合金、高温合金、双相不锈钢等高端无缝钢管冷轧生产的技术要求。

Claims (3)

1.一种用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法，其特征是，包括如下步骤：

1)作业准备

拆除中间床身与轧制机构内的管坯、芯棒，清理进给卡盘装置上箱体及三线丝杠螺纹段，进给卡盘装置在中间床身内停机工位确认；拆除进给卡盘装置卡盘筒体末端的管坯导套及进给卡盘装置两侧铜制螺母外侧的螺母防护罩；

2)丝杠磨损值测量确定

2.1确定进给卡盘在中间床身内水平往复运动的有效行程长度L，L＝床身长度B－(前活动中心架长度D1+后活动中心架长度D2+前联轴器长度D3+后联轴器长度D4)；

2.2确定位于中间床身上方三线丝杠即左、右侧丝杠的测量长度L1，L1＝进给卡盘在中间床身内的有效行程长度L－进给卡盘长度修正系数t1；t1取值根据不同型号规格的冷轧机进给卡盘长度及铜制螺纹端面防护罩长度确定，以120～200mm为宜；

2.3选定测量部位：采用三段法，根据三线丝杠的测量长度，依照进给卡盘水平运行方向依次确定首端、中部、末端三个测量工位C1、C2、C3，其中，C1＝丝杠测量长度首端+100mm，C2＝丝杠测量长度中点，C3＝丝杠测量长度末端－100mm；

2.4左侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内左侧丝杠，对选定的首端C1左、中部C2左、末端C3左；测量丝杠即分别截取丝杠前端、后端、中部三个部位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，采用均值法分别确定三个测点磨损量，最终确定左侧丝杠磨损均值，即C左＝(C1左+C2左+C3左)/3；

2.5右侧丝杠磨损值测量：采用国标1～16mm齿厚卡尺测量床身内右侧丝杠，对选定的首端C1右、中部C2右、末端C3右；测量丝杠即分别截取丝杠前端、后端、中部三个部位前后连续的三个梯形螺纹进行实测，记录读数并采用均值法分别确定三个测点磨损量，最终确定右侧丝杠磨损均值，即C右＝(C1右+C2右+C3右)/3；

3)滚动轴承磨损值测量确定

3.1采用百分表测量进给卡盘装置内前后两套滚动轴承的轴向间隙，首先，将百分表支架的磁铁座固定在进给卡盘装置的上箱体中部，磁铁座中心线与进给卡盘轴心线重合，百分表探针对准进给卡盘筒体末端螺纹段端面；

3.2在线间隙测量：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行200～350mm，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘正向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F1；再次启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘反向水平运行200～350mm，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘反向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F2；

3.3拆除安装在进给卡盘装置上的百分表，并将进给卡盘装置回归到原停机工位；

3.4滚动轴承间隙确认：比较正向与反向工况时进给卡盘装置滚动轴承的间隙值，以正向工况间隙为准，若正向间隙值F1≥反向间隙值F2时，以正向间隙为滚动轴承实测间隙值；正向间隙值F1＜反向间隙值F2时，以正向间隙值与反向间隙值相加之和的均值为滚动轴承实测的间隙值F，F＝(F1+F2)/2；

4)螺纹副磨损值测量确定

以三线丝杠中部区间的磨损当量作为测量与修正的基础值；

4.1将两把钢直尺以进给卡盘装置的卡盘筒体末端螺纹段端面为基准，基准对准钢直尺100mm刻度线，分别固定在中间床身左右两侧的防护罩上；

4.2螺纹副间隙测量：适用于螺距6～16mm区间内的间隙值测量，测量区间以丝杠旋转10～12圈为宜，即：先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行140～168mm，即钢直尺上240～268mm刻度线，然后反向水平运行进给卡盘，此时进给卡盘启动时的停滞距离，就是三线丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；

4.3螺纹副间隙值读取：进给卡盘启动低速反向水平运行140～168mm后，观察卡盘筒体末端螺纹段端面与钢直尺上100mm刻度线的误差，即为三线丝杠与铜制螺母间螺纹副啮合间隙值；分别读取左右两侧床身上钢直尺的刻度值参数，即为空载工况下进给卡盘装置与三线丝杠螺纹副啮合后的磨损当量A左和A右；

4.4螺纹副磨损量确定：

左侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H左＝左侧螺纹副间隙值A左－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F；右侧丝杠与进给卡盘装置左侧耳座内铜制螺母啮合间隙H右＝右侧螺纹副间隙值A右－进给卡盘装置滚动轴承间隙值F；

4.5螺纹副磨损量适用性判定：

以标准螺纹厚度值的2/3即螺距P值的2/3作为铜制螺母是否适用的判定标准，即：

实测的磨损值≥标准螺纹厚度值的2/3时，则该铜制螺母已不能继续使用，需拆除换新；

实测的磨损值＜标准螺纹厚度值的2/3时，可通过调整铜制螺母轴向基准位置，修正左右两侧螺纹副同步性精度后继续使用，使用的周期与磨损值成正比，可根据实际磨损值酌定；

5)螺纹副运动同步性精度修正即在线运动间隙修正

5.1确定左侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I左＝左侧螺纹副运动间隙H左－左侧丝杠磨损量C左；

5.2确定右侧螺纹副磨损修正当量：修正当量I右＝左侧螺纹副运动间隙H右－左侧丝杠磨损量C右；

5.3确定修正部位：比较修正当量I左与修正当量I右的数值，以磨损较小及修正当量相对较小一侧的螺纹付为基准，以另一侧为修正部位；

5.4确定修正量I：以修正当量I左与修正当量I右两者的差值的绝对值为在线修正量，通过轴向位移铜制螺母安装位置，实现铜制螺母在正向水平位移时与三线丝杠的同步性误差修正；

5.5制备加工垫片：根据实测修正当量，按照铜制螺母端面轴肩形制加工半环形垫片，垫片材质为铜质，垫片厚度以不超过实测修正当量为宜，且不应小于实测修正当量I左或I右的10～20％为宜；

5.6修正补偿作业：以磨损量较小的一侧铜制螺母为基准，首先拆除进给卡盘装置磨损量较大的铜制螺母端面紧固螺钉，随后低速点动进给卡盘反向水平运行即丝杠旋转量不大于1圈，而后将制备好的垫片安装在磨损量较大的剖分式铜制螺母轴肩与进给卡盘耳座端面之间区域，安装并预紧螺钉，此时低速点动进给卡盘正向水平运行即丝杠旋转量不大于1圈，再行紧固铜制螺母螺钉；

6)中间床身机构复位与调试

6.1通电空载工况下进行调试，采用钢直尺刻度法复核进给左右侧丝杠与进给卡盘装置铜制螺母螺纹副的同步性误差值；当误差值＜1mm时，该螺纹副的同步性符合要求，可进行轧制生产；当误差值≥1mm时，说明在线修正作业不合格，需再次进行修正调整作业，直至误差值＜1mm；

6.2安装进给卡盘管坯导套、铜制螺母端部防护罩，交付生产方使用。

2.如权利要求1所述的用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法，其特征是，步骤1)中，进给卡盘停在中间床身支承座近中部靠末端工位，其铜制螺母端部防护罩距离三线丝杠中部测量点距离t2＝250～300mm。

3.如权利要求1所述的用于无缝钢管冷轧机进给卡盘装置运动同步性精度修正的方法，其特征是，步骤3)在线间隙测量中，先启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘正向水平运行250～300mm，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘正向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F1；再次启动进给回转机构快速退出装置电动机，低速运行进给卡盘反向水平运行250～300mm，读取记录百分表上读数，该读数为进给卡盘反向运行工况时滚动轴承的实测间隙值F2。

Images