軋機工作輥竄輥系統(tǒng)故障分析與排除

趙海峰

（山鋼股份濟南分公司薄板廠，山東濟南250101）

軋機工作輥竄輥系統(tǒng)故障分析與排除

趙海峰

（山鋼股份濟南分公司薄板廠，山東濟南250101）

通過增強竄輥系統(tǒng)缸頭處連接、保證兩側竄輥同步性的控制、改進潤滑系統(tǒng)、優(yōu)化竄輥時機，有效消除了竄輥系統(tǒng)不同步和缸頭連接處螺紋脫絲現(xiàn)象，竄輥投用率提高到了90%，降低了軋輥輥耗，提高了板型質(zhì)量。

軋機；工作輥；竄輥；卡阻

1　前言

如果軋機竄輥系統(tǒng)不能正常投用，無法實現(xiàn)自由規(guī)程軋制，軋機工作輥表面會出現(xiàn)不均勻磨損，導致承載輥縫形狀畸變，造成帶鋼板形失控，因此，熱軋帶鋼精軋機組均裝備竄輥工藝技術，其功能的好壞直接影響熱軋帶鋼柔性生產(chǎn)組織和生產(chǎn)效率，其本質(zhì)上也是板形控制問題。

濟鋼薄板廠熱連軋F2～F6軋機組也裝備了彎輥與竄輥工藝技術，但裝備水平較低，其工藝設備組成包括傳動側4件彎輥塊、操作側4件彎輥塊、操作側4件竄輥缸、固定于軋機牌坊上的4個固定塊。竄輥缸體固定于移動塊上，竄輥缸活塞桿缸頭通過壓蓋連接于固定塊上，液壓動力源驅(qū)動竄輥缸體、彎輥塊及軋輥完成軸向竄動位移。

2　系統(tǒng)故障分析

由于薄板廠竄輥系統(tǒng)結構設計不合理，竄輥力與彎輥塊中心線不重合，存在一定的偏心力矩，竄輥時要克服工作輥與支撐輥之間、彎輥塊與固定塊之間的雙重摩擦力，使竄輥缸缸頭受力較大。加之活塞桿與缸端部連接結構不合理，存在竄輥卡阻、竄不到位、缸端部連接螺紋損壞現(xiàn)象，嚴重時造成竄輥失效，影響生產(chǎn)和產(chǎn)品質(zhì)量。

1）竄輥系統(tǒng)裝備水平較低，整體工藝結構設計不合理，竄輥缸驅(qū)動力中心線與彎輥塊竄輥移動中心線不一致，竄輥系統(tǒng)存在受力較大現(xiàn)象。

2）竄輥定位缸頭連接結構設計不合理，易出現(xiàn)脫絲故障。如圖1所示，缸頭3與竄輥缸活塞桿6之間是靠螺紋連接，設計規(guī)格是M80×100，M8的定位螺釘防止液壓缸與活塞桿之間的相對轉(zhuǎn)動。但是，在正常竄輥時，缸端部、壓蓋、活塞桿是主要受力部位，由于偏心力的作用，缸端部與活塞桿承受軸向力的同時，還受傾翻力矩作用，使活塞桿存在轉(zhuǎn)動現(xiàn)象，此時定位螺釘固定力的大小遠遠不夠，進而導致缸端部與活塞桿連接螺紋損壞失效。

圖1　竄輥裝置結構

3）竄輥液壓控制系統(tǒng)設計不合理，控制時序有誤，經(jīng)常出現(xiàn)誤動作或達不到設定值情況。

4）竄輥潤滑系統(tǒng)效果較差，供油量不足，竄輥結合面摩擦增大，容易出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。

5）由于工藝布置原因，竄輥過程中容易出現(xiàn)竄輥不到位現(xiàn)象。

3　故障排除措施

3.1加強竄輥缸頭處連接

竄輥液壓缸與竄輥塊連接處螺紋強度較低，采用過盈和熱裝的方式，加強竄輥缸頭和固定塊之間的連接。查閱機械設計手冊，熱裝傳遞載荷所需的最小壓強126.7 MPa，其中接合長度95.5 mm，摩擦因數(shù)0.2。熱裝過盈為0.232 5 mm時，符合竄輥要求。

3.2保證兩側竄輥同步性的控制

由于上、下工作輥竄動是各由兩個竄輥液壓缸同時驅(qū)動的，兩竄輥缸分別安裝在軋輥的出、入口，正常情況下兩竄輥缸必須是同步、同速動作，否則會造成工作輥竄不動現(xiàn)象，即出現(xiàn)卡阻問題。雖然竄輥缸是由伺服閥控制的，但如果一側液壓缸的伺服液壓系統(tǒng)出現(xiàn)問題或竄輥缸磁尺出現(xiàn)問題，會造成兩側竄輥缸動作不同步現(xiàn)象，進

而造成竄輥卡阻。因此，需要加強對竄輥液壓缸磁尺、竄輥位移等進行標定，消除系統(tǒng)誤差，提高控制精度。

因竄輥缸控制閥信號來源是平衡液壓站信號，在停、送液壓動力源過程中設備設定和反饋如果不在零位就會動作，極易出現(xiàn)竄輥行程超過極限損壞設備和劃傷輥面現(xiàn)象。竄輥液壓系統(tǒng)控制，先導閥由平衡液壓站OK信號進行控制，信號來源是系統(tǒng)壓力在15 MPa以上時先導閥通油，保證插裝液控單向閥處于常開位置，2 s以后伺服閥接通開始工作；當先導閥關閉時油路封死，設備是不會動作的。現(xiàn)在，系統(tǒng)的液控單向閥不起作用，容易引起軋輥表面劃傷和對設備造成破壞。改進方法：液壓系統(tǒng)液控單向閥先導閥的得斷電時序進行優(yōu)化，在非竄輥狀態(tài)下，先導閥斷電；在滿足竄輥條件時，先導閥得電，進行竄輥動作。

3.3潤滑系統(tǒng)的改進

原設計彎輥塊與固定塊摩擦面之間只有1個給油潤滑點，且干油潤滑系統(tǒng)供油能力不足，供油量較低；同時，竄輥系統(tǒng)處在多水環(huán)境當中，潤滑油在水淋影響下，潤滑效果降低。改進措施：增大給油點，提升泵站系統(tǒng)供油能力，進行周期監(jiān)控。

3.4竄輥時機的選擇

由前面計算可知，工作輥輥系處于平衡壓力狀態(tài)時，系統(tǒng)摩擦力為27～40 t；工作輥輥系處于彎輥壓力狀態(tài)時，系統(tǒng)摩擦力為87～131 t；而液壓竄輥系統(tǒng)輸出的最大驅(qū)動力為129 t。所以，在輥系平衡系統(tǒng)下進行竄輥操作，竄輥液壓系統(tǒng)的驅(qū)動力大于系統(tǒng)摩擦力，竄輥動作能夠順利進行；否則對軋機設備造成巨大破壞。

4　應用效果

通過對生產(chǎn)線精軋機組竄輥系統(tǒng)進行優(yōu)化升級，精軋機組竄輥功能正常投用率提高到90%以上，為精軋機組的穩(wěn)定生產(chǎn)、柔性生產(chǎn)組織、板形控制、降低輥耗提供了保障，缸頭連接處螺紋脫絲現(xiàn)象消除。

帶有中心值的量值的公差表示

對于量值的公差，當上、下公差相同時，無歧義的表示方式，可以使用帶有公差的中心值，例如：100 kPa±5 kPa或（100±5）kPa，50.2 mm±0.2 mm或（50.2±0.2）mm，1 150℃±10℃或（1 150±10）℃。但對于帶有中心值的百分數(shù)的公差，唯一正確的表示形式是“（n±m(xù)）%”，例如“（80±5）%”，任何時候都不得寫作80±5%，也不應寫作80%±5%。前者已不是百分數(shù)的公差，后者則會產(chǎn)生歧義，有可能誤將“±5%”理解成“80%的5%”。（燕明宇）

經(jīng)驗交流

TG333.17

B

1004-4620（2016）03-0074-01

2015-12-03

趙海峰，男，1984年生，2006年畢業(yè)于內(nèi)蒙古科技大學機械設計制造及自動化專業(yè)。現(xiàn)為山鋼股份濟南分公司薄板廠工程師，從事設備管理工作。