吐絲機振動異常原因及解決措施

唐 嘉 張其斌 張成亮 彭仲龍 王水龍

（方大特鋼科技股份有限公司 南昌）

一、前言

高線是方大特鋼是自動化程度較高的一條生產線，2008年10月投產，主要產品為直徑5.5～20 mm的光面圓鋼盤條及直徑18～50 mm的圓鋼盤條，以生產優質碳素結構鋼、低合金鋼、合金結構鋼、冷鐓鋼、焊條鋼、彈簧鋼等為主的生產線。吐絲機采用比較先進的摩根六代機型，成品設計軋制速度120 m/s。隨著高線的發展，高速線材的成品速度可達到110 m/s，但由于吐絲機本身的結構特點，在生產過程中振動偏大，這也是困擾國內高線廠的突出問題。臥式吐絲機電機功率600 kW，電機額定轉速1500 r/min，最大吐絲速度120 m/s，線圈直徑1050 mm，增速比1.7179，線材直徑 5.5～20 mm，傾角 20°。

二、吐絲機振動的主要原因

（1）由于吐絲機為懸臂式結構，吐絲管的支座長度800 mm，主軸為空心軸長度1000 mm，這種結構剛性小，其抗振性能差。吐絲機在高速旋轉過程中會產生離心力，如果動平衡不好，會產生較大的振動。

（2）吐絲機剖分導管直徑1154 mm，在生產過程中導管內壁會產生不規則磨損，吐絲錐、吐絲盤與導管間隙超差造成振動，當間隙＜2 mm時，吐絲錐發熱導致吐絲盤偏導板與導管摩擦。當間隙＞4 mm時，導致間隙內卡鋼，引起吐絲錐及機體損傷。

（3）吐絲機吐絲錐冷卻水壓力最小應＞0.15 MPa，過小或過大對吐絲錐散熱和運行的影響都比較明顯。

（4）氣體彈簧的作用是調節吐絲機端部大軸承的徑向跳動，對調整吐絲機的振動大小有著至關重要的影響。

（5）吐絲管動不平衡造成振動，吐絲管重量、材料、壁厚不規范，吐絲管彎曲曲線不規范，吐絲管管夾安裝不規范，吐絲管嚴重磨損或氧化鐵皮粘接，均會導致動不平衡。

（6）工藝控制吐絲圈型不穩定，而影響到產品質量和生產順行出現線圈紊亂、成圈不圓，大小不均、排列不齊，進一步影響吐絲機的振動。

（7）入口段骨架油封安裝在水套之上的，水套硬度28～34 HRC，材料Q235，在運轉過程中，密封件和軸套都有不同的磨損，一旦磨損那對入口段的軸承影響是致命的，會加大吐絲機的振動。

（8）傘齒輪間隙過大或吐絲機端部大軸承的徑向游隙過大，也會產生較大的振動，而且會給機座帶來嚴重的損傷。

三、解決措施

（1）不管是工藝操作及設備維護人員都必須經過嚴格的培訓、考試后上崗，而且要有極強的責任心，因為高速區無小事，任何人為的失誤都會導致嚴重的后果；經過培訓過的人員對設備的性能及參數有詳細的理解，對設備運行中發生的故障能夠及時的做出正確的判斷，以便把損失降到最低。

（2）制定合理的定期檢查與檢修制度，因吐絲機振動而造成聯軸器不對中或地腳螺栓松動，應重新進行對中找正，其徑向偏差不應超過0.1 mm。每隔3個月對傘齒輪進行檢測，保證傘齒輪側隙在0.35～0.42 mm范圍之內，嚙合接觸斑點長度方向≥70%，高度方向≥75%。吐絲機端部大軸承每6個月檢測1次，如徑向游隙超0.5 mm，那么就必須對吐絲機進行大修更換軸承。

（3）嚴格執行摩根設備的檢修標準。做好軸承的清潔、預潤滑工作及軸承的尺寸復核，軸承的寬度誤差在0.02 mm之內可以上線使用。對軸承安裝配合的座孔或軸進行測量，檢查尺寸是否在公差范圍內。

（4）盡量采用具有消磁功能的電磁感應加熱器，嚴格控制加熱溫度應＜120℃。對每盤安裝的軸承前后游隙都要進行檢測，而且安裝完的齒輪要對嚙合面、齒側隙進行全面檢查，確保都在標準范圍之內。

（5）吐絲盤偏導板開裂或動不平衡造成振動，應定期檢查吐絲錐是否開裂，動平衡塊是否丟失.并且每班檢查吐絲盤與導管的間隙。考慮到吐絲機軸承磨損及徑向跳動，調整控制間隙在2.5～3 mm最佳。

（6）定期對吐絲機做動平衡檢測，保證吐絲機在運行過程中振動值＜5 mm/s。根據經驗，氣體彈簧的調節應在吐絲機運轉過程中進行，定期6～8個月更換失效的氣體彈簧，控制吐絲機端部大軸承的徑向跳動。

（7）水壓是容易忽略的因素。在不影響吐絲機入口段水套及吐絲錐冷卻的情況下，控制冷卻水壓為0.2～0.25 MPa。水壓過大會對吐絲錐運轉造成阻力，從而影響吐絲機的運行。實踐證明，水套的硬度改為58～62 HRC會極大延長水套的使用壽命。

（8）吐絲管的安裝對吐絲管的使用壽命及吐絲機的運行至關重要，必須嚴格規范吐絲管的安裝步驟。吐絲管定位安裝要做到三點定位、對稱安裝、對稱固定、對稱設扭。管夾與表面吻合良好、接觸面積最大化。吐絲管對中良好、安裝到位。吐絲管定位夾M16螺栓設定扭力矩150N·m，吐絲盤定位螺栓M24為500N·m。

吐絲管固定可靠，不得有任何橫向和縱向的松動。當個別有輕微松動時，必須對吐絲管固定狀況確認。吐絲管夾不得有任何損傷，否則立即更換，緊固管夾時不能使土絲管變形。應確保水霧冷卻噴嘴的45°方向正確、水霧效果正常。吐絲機管夾每工作一天用扭矩扳手校正一次。加強工藝和設備的合作、溝通，制定合理的各個規格吐絲機、夾送輥的工藝配置，確定正確工藝軋制的參數。

四、效果驗證

通過對吐絲機系統存在的缺陷及操作維護方法的改進及創新，吐絲機運行的穩定性得到大幅度提高。

吐絲機振動值＜7 mm/s，始終控制在0.5～2 mm/s。吐絲管的軋制噸位由原來的5000 t升至10 000 t，每月使用量不超過5根，備件消耗大幅度減少。設備開動率＞99.5%，最大限度地發揮了設備潛能。對工藝圈形的影響降到最低，有效解決了因設備帶來的大小圈、斷絲等問題。

五、結束語

通過以上對設備系統的改進和維護方法的創新，方大特鋼高線吐絲機自2008年運行投產以來，運行平穩，未出現過由于吐絲機的設備問題而影響生產的情況，吐絲機的使用壽命周期大大超過摩根要求的檢修周期，備件成本得到有效控制，設備精度達到工藝要求。