立輥軋機傾斜故障原因分析及改進

吳 婷

（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北涉縣 056404）

立輥軋機傾斜故障原因分析及改進

吳 婷

（天津天鐵冶金集團熱軋板有限公司，河北涉縣 056404）

針對天鐵熱軋生產線上立輥軋機側壓裝置出現的傾斜現象，分析出是由立輥平衡梁小輪故障和球面墊掉落引起的。通過對側壓裝置平衡梁小輪和球面墊進行改進，降低了立輥軋機傾斜故障率，保障了生產的順利進行。

立輥軋機；側壓；球面墊；小輪；改進

1 引言

天鐵熱軋1 750mm立輥軋機位于R2四輥可逆粗軋機之前，與R2軋機配合形成萬能式粗軋機，其中側壓裝置是立輥的主要組成部分，其作用主要是對加熱爐出來的板坯進行側邊軋制，并控制板坯寬度尺寸和形狀，同時將板坯邊部的鑄態組織變為軋態組織，避免在水平軋制過程中產生邊裂，影響板坯質量。

天鐵1 750mm軋機投產7年多，前期設備運行良好，但隨著生產節奏的加快，設備磨損加大，精度降低，因此在生產過程中，小輪碎裂、球面墊掉落等側壓裝置頻繁出現故障，造成了立輥軋機傾斜的現象，直接影響了正常軋鋼工序。通過對事故現象的原因分析和改進，降低了立輥軋機傾斜故障率，保障了生產的順利進行。

2 立輥軋機側壓裝置的結構與工作原理

2.1 立輥軋機側壓裝置結構

測壓裝置分布于軋機傳動側和操作側，全部采用液壓驅動，每側由平衡液壓缸（以下簡稱平衡缸）、兩個AWC液壓缸（以下簡稱AWC缸）和平衡梁等組成。AWC缸與平衡缸共同作用時，實現軋輥的開口度的設定，兩側側壓裝置可單動，也可聯動。AWC缸與平衡缸均固定在機架上。側壓裝置具體參數如下：

最大軋制力矩（過載系數2.75，5 s電機跳閘）：2×616 kN·m；

軋制速度（最大輥時）：±2.9～5.67 m/s；

側壓速度（單側）：80mm/s；

最大側壓量：60mm（雙側，低碳鋼，厚度230mm）；

立輥開口度：720～1 750mm；

AWC 液壓缸：?400/?320×895 mm，工作壓力 27 MPa；

平衡液壓缸：?220/?140×1 925 mm，工作壓力8～12 MPa。

測壓裝置見圖1。

2.2 側壓裝置工作原理

側壓裝置其共同作用可調整軋輥的開口度。該裝置配有短行程控制（SSC）功能+自動寬度控制（AWC）功能。短行程控制（SSC）用于控制大側壓引起的頭、尾形裝誤差。自動寬度控制（AWC）主要用于修正軋制力變化引起的寬度誤差。SSC、AWC的控制是由液壓伺服系統實現的。

圖1 側壓裝置簡圖

AWC缸通過球面墊與軋輥軸承座相接。其作用是：帶動軋輥裝配在機架內運動。AWC缸均帶位移傳感器，用于AWC缸位置檢測和同步控制。AWC缸可帶負荷調整。在AWC缸液壓伺服系統上裝有壓力傳感器，用于檢測軋制壓力。

平衡缸通過連接板與平衡梁相連，平衡梁上下鉤部分別與上下軋輥軸承座相接。平衡梁的側面裝有滑板，上部裝有小輪。平衡缸作用是：一方面在正常工作狀態下通過平衡梁始終將軋輥裝配拉靠在AWC缸頭部上，消除球面墊與AWC缸頭部之間、球面墊與軸承座之間的間隙。平衡缸帶位移傳感器，用于軋輥位置檢測。

3 立輥傾斜故障原因分析

由于軋線只有一架立輥軋機，每塊板坯軋制五道次，其中一、三、五道次帶有減寬軋制設定，二、四道次打開，因此軋機工作量較大，側壓裝置動作頻繁，很容易出現傾斜故障，從而影響正常生產。立輥傾斜原因主要是由立輥平衡梁小輪故障和球面墊掉落所引起。

3.1 平衡梁小輪故障原因分析

平衡梁小輪如圖2所示，將平衡梁固定在機架內，并保證平衡梁在機架內往復運動。隨著設備精度的降低，在生產過程中，小輪經常會出現卡死、軸承碎裂等故障，造成平衡梁運行不平穩，平衡缸壓力過大，立輥軋機報傾斜，影響軋鋼生產。通過多次檢修更換檢查，分析其原因為：現場環境惡劣，立輥軋機前部裝有高壓水除磷裝置，粉塵、鐵屑較多，水量大，小輪無密封，僅有軸承擋圈，容易進入小輪軸承內部，造成軸承卡死或加劇軸承滾珠磨損，致使軸承損壞；潤滑不良或潤滑油孔堵塞，軸承長時間處于無潤滑油狀態，造成軸承卡死；小輪加油不方便，見圖2。

圖2 小輪裝置簡圖

油孔1為加油孔，每次加油都需將固定螺栓拆除，且空間狹小，不利于加油；小輪滑道粉塵較多，容易堆積，從而增加小輪運行阻力，造成小輪受力不均，平衡缸壓力過大；小輪軸承強度不夠，滾珠容易碎裂；多次更換小輪軸，造成平衡梁固定孔與軸間隙加大，小輪往復擺動使固定孔形成橢圓形，致使小輪損壞。

3.2 球面墊掉落故障原因分析

球面墊在軋鋼過程中，最大軋制力為4000kN，遭受較大沖擊力，尤其是下缸，很容易使螺栓剪短、球面墊掉落，從而造成立輥報傾斜。分析其原因為：球面墊螺栓強度低，螺栓倒角處存在應力集中或應力經過熱處理未消散；螺栓經常斷裂，造成AWC缸缸頭螺紋損壞，與螺栓配合間隙大，螺栓晃動致使斷裂；滑板磨損，精度降低，平衡梁與牌坊的間隙增大，軋鋼過程中，平衡梁擺動，帶動球面墊，使螺栓斷裂；AWC缸依靠卡環固定在立輥牌坊上，軋鋼過程中，沖擊力大，尤其第一道次，造成AWC缸卡環與AWC缸體之間間隙大，且牌坊磨損（現場查看，發現軋機出口磨損較大，入口有輕微磨損），生產過程中，缸體不規則擺動，造成螺栓斷裂；上下AWC缸不同步，在工藝操作人員拍快開時（拍快開，平衡缸和AWC缸同時縮回），平衡梁傾斜，造成某一個球面墊承壓過大，致使螺栓斷裂。球面墊見圖3。

圖3 球面墊簡圖

4 立輥傾斜故障改進措施

為了降低立輥傾斜故障率，結合現場實際情況，制定了具體改進措施。

小輪定期潤滑，將變質潤滑油和粉塵擠出；安裝小輪時，安裝正確，確保油道暢通，防止雜物進入軸承內部，軸承擋圈牢固；小輪前方增加刮塵板，在小輪運行過程中，提前將堆積粉塵清除，便于小輪運行平穩；小輪軸承改用進口SFK軸承，提高軸承強度；更改小輪潤滑油道，同時在軸上開槽，便于小輪加油；利用大修時間，對平衡梁固定小輪孔進行修復；定期檢查小輪運轉情況，便于提前發現問題，及時處理。

球面墊螺栓采用高強螺栓，螺栓倒角改為圓角，并進行熱處理消應；對AWC缸缸頭螺孔螺紋進行修復，或者加大螺紋，更改螺栓；定期測量牌坊與平衡梁之間的間隙，過大時滑板適當加墊，保證牌坊與平衡梁的尺寸配合在1.4～2.1 mm；AWC缸卡環實行一對一制度，下線后，根據AWC缸測量尺寸進行修復，保證公差配合，從而使AWC缸固定良好；牌坊磨損處定期進行修復，保證安裝精度；球面墊下方加焊托架，這樣即使球面墊螺栓斷裂，也可保證不掉落，維持正常生產；定期檢測油缸信號和伺服閥信號反饋，確保油缸同步。

5 改進后效果

經過對側壓裝置采取的一系列改進，改善了小輪工作環境及小輪強度，使小輪故障率大大降低，由每年5～6次降低到每年1～2次，取得了良好的效果；在保證設備精度的情況下，球面墊掉落次數明顯減少。平衡梁小輪和球面墊的改善，減少了立輥傾斜故障率，保障了生產的順利進行，同時降低了備件損耗，節約成本。

6 結束語

通過對立輥軋機傾斜故障進行分析，找出了故障原因，提出了具體改進方案，改進后降低了立輥軋機傾斜故障率，保障了生產的順利進行。設備精度是保障設備正常運行的重要因素之一，尤其到設備后期，設備磨損加劇，精度嚴重降低的情況下，更應保證精度，同時也要加強設備點檢制。

[1] 吳宗澤.機械設計師手冊[M].北京：機械工業出版社，2002.

[2] 周學良.潤滑油[M].北京：化學工業出版社，2007.

Cause Analysis of Vertical Mill Inclining Failure and Improvement

WU Ting

(Hot Rolling Plate Mill,Tianjin Tiantie Metallurgical Group Co.,Ltd.,She County,Hebei Province056404,China)

The inclining problem occurring at the lateral pressure device of vertical mill on Tiantie hot rolling production line was analyzed and the causes found to be roll balance beam wheel failure and spherical washer falling.The said beam wheel and spherical washer were modified.The failure rate of vertical mill inclining was reduced and smooth production ensured.

vertical mill;lateral pressure;spherical washer;wheel;modification

10.3969/j.issn.1006-110X.2014.03.011

2014-01-08

2014-02-03

吳婷（1986—），女，主要從事冶金機械技術管理工作。