精密軋輥磨床故障振動分析及消除

任亞林（安陽鋼鐵集團有限責任公司,河南　安陽　455000）

精密軋輥磨床故障振動分析及消除

任亞林
（安陽鋼鐵集團有限責任公司,河南安陽455000）

精密軋輥對于鋼企的冷軋廠來說有著重要地位，與此同時精密軋輥磨床中的一些潛在故障也就成了當下首要考慮的問題。本文就當前精密軋輥磨床中會出現的振動故障進行分析，通過各種方法排除不確定因素，找出產生振動故障的真正原因，進而給出一些有效的建議，使得振動故障可以及時得到解決。

精密軋輥磨床;振動故障;分析與消除

許多質量較高的帶生產與冷軋板都是在軋輥表面磨削的基礎上完成的，而精密軋輥摩擦技術又進一步保證了軋輥表面的質量。但是目前精密軋輥磨床在許多方面還存在缺陷，所以找到解決缺陷的辦法才是最為重要的任務，及時對精密軋輥磨床出現的一些故障進行防止與完善。

1　精密軋輥磨床存在問題的原因分析

造成精密軋輥磨床的振動故障的原因有很多，具體表現如下：

1.1導致振動的原因

1.1.1導致砂輪顫振的原因

砂輪是依靠砂輪的軸承支撐起來的，再通過皮帶輪、砂輪的主軸和砂輪的電機三者之間的互相連接，三者之中任何一方振動都會引起砂輪振動。而引起砂輪震顫的原因：首先，會因為砂輪的不平衡產生離心力，從而帶動砂輪振動。其次，砂輪電機進行皮帶的傳送時，傳送的皮帶長短的差異會導致皮帶之間拍打的狀況，從而使砂輪產生震顫，雖然因為皮帶拍打而產生的震顫影響較小，但是卻不可以忽略。最后，砂輪還會因為電機驅動電流回流時而導致顫振，因為電機驅動系統的回路諧波電流會帶動電機的轉矩產生波動，進而形成諧波強迫的振動源。

1.1.2砂輪幅值變動原因

軋輥的消磨經常會因為機械結構間的系統阻尼跟約束而受到影響，且強迫振動的幅度也不會一直保持，往往會因為振動的幅值而發生變化，從而使工件的表明振紋深度受到影響。導致砂輪幅值發生變化的因素有：首先，三輪軸承之間的間隙大小會影響到砂輪幅值發生變化，間隙越小，軸承抗振性就越高。其次，導軌接觸口的剛度跟導軌幾何、接觸精度與導軌材料都有密切的聯系。最后，傳動系統存在一些傳動間隙或是鋼度較低，都會使砂輪架在水平的抗振性受到或多或少的影響，致使砂輪振動幅值加大。

1.1.3軋輥的跳動

在進行軋輥加工時，經常會因為軋輥自身安裝的問題或是外界的干擾，都會使軋輥在運轉上達不到平衡，在軋輥進行磨削時，造成軋輥產生跳動的因素有很多，其中主要的是以下兩個：首先，支撐架跟軋輥軸頸之間的潤滑度不夠。因為支撐架跟軋輥軸頸之間的潤滑度較差，在軋輥軸頸覆蓋的表面油不是很均勻，中心架和軋輥軸頸直接接觸的地方就會產生局部性的摩擦，使得軋輥的運行不順暢，從而造成振動。其次，軸頸的表面質量較差。在再加工、軋制、安裝工作軸的時候，會使工作軸的軸頸受到各種程度的傷害，例如磨損與劃痕等。以上的缺陷都會在軋輥進行第二次磨削時，影響到軋輥加工的質量。

1.2磨削工藝上的參數分析

軋輥磨床主要包含軋輥轉速、縱向進給、砂輪轉速、橫向進給四個磨削工藝的參數。參數的差異經常會導致磨削力發生相應的變化，砂輪架與床身也就會因為砂輪跟軋輥轉速的不同而在振動上有所差別。一般當整體剛度不變的情況下，如果磨削力變大，就會使床身和砂輪不穩定性加重，此外，工件表面也會因為砂輪的顫動使振幅值產生相應的變動。下面便是各個工藝參數導致磨削質量受到影響的分析：

1.2.1工件的轉速

對于磨削效率來說，只要提高砂輪的轉速就可以使磨削效率也得到提高，如果磨削力減小，工件表面因為磨粒犁耕而形成的一些隆起高度就會相對有的變小，當其他的工況一定的條件下，提高砂輪的轉速，磨削之后砂輪表面精度也就會得到提高，由于提高砂輪的轉速，砂輪達不到平衡時的離心力就會變大，導致砂輪振動的現象加強，從而降低軋輥加工的精度。

1.2.2工件的速度

工件的速度越低對于磨削力來說就有降低的作用，表面質量得到提高，支撐抬的堅固性也會得到加強，與此同時卻會使磨削效率降低，導致每一個工件磨削的時間加長。

1.2.3磨削的寬度和深度

單次的磨削深度只要越深，軋輥表明被磨削之后的精度就會越好，與此同時只要磨削力比較大，機床表現出來的振動幅度也會相應增大。磨削的寬度較寬，也會使磨削力加大，致使機床振動的效果更明顯。

2　振動的測試驗證

2.1軋輥磨床在測點上的布置

振動的測點選在軋輥兩側徑向、水平與垂直的方向，A1到A6分別作為測點，砂輪架軸向、水平與垂直三個不同的方向，A7到A9作為測點，總共有十一個測點，傳感器都是使用磁吸座的方式來固定測點的位置。

2.2振動的測試設備

通過MEAS8031-01傳感器進行加速跟CN61M/TD-10A傳感器來移位，加之為了故障信號專門開發出來的CDMS2002分析系統。進行測試的時候，要將測試儀放在磨床的旁邊，再進行磨床測點固定位置的標記，使得測試中任何一個階段的測點在安裝位置上始終不會改變。

3　精密軋輥磨床振動故障的消除措施

（1）檢查砂輪的電機，用新的軸承換下舊的軸承，使磨床恢復原本的性能。此外，還要再一次對砂輪主軸軸承間隙進行調整，因為軸承剛度會受到軸承間隙的影響，只要間隙調小，才會使軸承抗振性得到提高;

（2）每一次對砂輪進行更換時，要對砂輪進行多次平衡，在新砂輪安裝的時候，重新再平衡一次，才能在主軸上進行安裝，砂輪在冷卻液體進行吸收之后還要拆下來再一次平衡；

（3）可以把砂輪電機轉子拆下來，把皮帶與轉子一起實施動態平衡，只是在選擇皮帶時要是皮帶長短達到一致，這樣安裝才會適當輕松。

總而言之，精密軋輥磨床的振動故障在日常生活中較為常見，所以在使用精密軋輥磨床的時候，要盡可能對可能存在的故障原因進行分析，采取最有效的解決措施，使精密軋輥磨床的振動故障得到及時的抑制，進而讓鋼企的冷軋廠可以更好地使用精密軋輥磨床的技術。

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[3]譚興強,陳新德.精密軋輥磨床故障振動分析及消除[J].機床與液壓,2014,42(10):64-67.