邯鋼鍍鋅線光整機(jī)的振動(dòng)故障分析與解決

肖英杰 何立遠(yuǎn) 高偉耀

摘要：光整機(jī)是鍍鋅線中一個(gè)關(guān)乎產(chǎn)品表面質(zhì)量和內(nèi)在性能的重要設(shè)備，振動(dòng)故障的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重影響帶鋼產(chǎn)品的質(zhì)量。現(xiàn)對(duì)鍍鋅線光整機(jī)的振動(dòng)故障進(jìn)行簡(jiǎn)析，找到了導(dǎo)致振動(dòng)故障的原因，并采取了相應(yīng)措施。

關(guān)鍵詞：光整機(jī);振動(dòng)故障;傳動(dòng)系統(tǒng)

0? ? 引言

邯鋼一冷鍍鋅線始建于2005年，光整機(jī)作為鍍鋅線中一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，其工作性能會(huì)直接影響到鋼產(chǎn)品的質(zhì)量。因此，對(duì)光整機(jī)的振動(dòng)故障進(jìn)行研究有重大意義。

1? ? 光整機(jī)系統(tǒng)的設(shè)備組成與功能

冷鍍鋅線為冷基板鍍鋅線，光整機(jī)采用四輥結(jié)構(gòu)，支撐輥傳動(dòng)，軋制力為500 t。光整機(jī)的作用為改善帶鋼板形和表面質(zhì)量，優(yōu)化帶鋼性能，去除屈服平臺(tái)。其本體結(jié)構(gòu)形式如圖1所示。

光整機(jī)結(jié)構(gòu)布局如圖2所示，系統(tǒng)主要由光整機(jī)本體、出入口張緊輥系統(tǒng)構(gòu)成。四輥結(jié)構(gòu)的光整機(jī)軋制系統(tǒng)采用上、下支撐輥進(jìn)行傳動(dòng)，軋制力由伺服系統(tǒng)控制兩個(gè)AGC液壓缸提供，另外配有正、負(fù)液壓彎輥塊，用以對(duì)板型進(jìn)行控制。這些為光整機(jī)的主要構(gòu)成部分，除此之外，還有軋制線調(diào)整、高壓水沖洗、抗皺輥和前后張力輥等，以及光整機(jī)換輥等相關(guān)的輔助性設(shè)備。

2? ? 光整機(jī)振動(dòng)故障描述

參考其他公司冷鍍鋅線的經(jīng)驗(yàn)，在冷鍍鋅線運(yùn)行和生產(chǎn)過(guò)程中，光整機(jī)振動(dòng)是常見(jiàn)故障。這種故障不僅會(huì)影響光整產(chǎn)品質(zhì)量，甚至還會(huì)造成停車。

2016年，我廠冷鍍鋅線光整機(jī)下支承輥傳動(dòng)劇烈振動(dòng)并伴有異響，停車檢查發(fā)現(xiàn)異響為光整機(jī)下支承輥萬(wàn)向軸與光整機(jī)扁頭連接部位產(chǎn)生，打開(kāi)萬(wàn)向軸軸頭后發(fā)現(xiàn)幾條螺絲斷裂，停車處理，取斷絲，并加固軸頭。在出現(xiàn)故障時(shí)可以觀察到軋輥整個(gè)軋制區(qū)沿著輥面有了縱向的橢圓形痕跡，嚴(yán)重影響了帶鋼的質(zhì)量，使帶鋼表面出現(xiàn)了明暗相間的條紋，初步判定為光整機(jī)傳動(dòng)存在振動(dòng)而導(dǎo)致。

3? ? 光整機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分析

光整機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)為電機(jī)輸出通過(guò)減速機(jī)降低速比，通過(guò)萬(wàn)向軸和聯(lián)軸器傳動(dòng)到支承輥，然后通過(guò)支承輥和工作輥之間的摩擦力作用，將部分轉(zhuǎn)矩傳遞到帶鋼上，如圖3所示。

根據(jù)萬(wàn)向軸動(dòng)作進(jìn)行分析，因?yàn)槿f(wàn)向軸與軋輥存在著一定的角度，萬(wàn)向軸每轉(zhuǎn)一圈，會(huì)使與萬(wàn)向軸連接的虎口伸縮一次，使安裝于鋼套筒內(nèi)部的銅滑塊與扁頭產(chǎn)生相對(duì)軋輥軸線方向的位移。由于萬(wàn)向軸本身沒(méi)有支撐裝置，虎口的軸線會(huì)因?yàn)楸忸^和滑塊的間隙與扁頭軸線發(fā)生偏移變化，從而產(chǎn)生更強(qiáng)的摩擦和振動(dòng)。這就會(huì)對(duì)軋制過(guò)程本身以及相關(guān)傳動(dòng)部件的壽命造成影響。

另外，根據(jù)測(cè)量，單側(cè)的扁頭與銅滑塊間隙偏大，達(dá)到了3.67 mm。為便于安裝，部件設(shè)計(jì)工差允許最大間隙為0.2 mm，所以銅滑塊本身已經(jīng)磨損超過(guò)許可值。間隙大會(huì)造成萬(wàn)向軸每轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，銅滑塊與扁頭發(fā)生兩次撞擊。根據(jù)上述情況分析，造成振動(dòng)的原因就是光整機(jī)支撐輥的扁頭和萬(wàn)向軸端的虎口滑塊裝置穩(wěn)定性低，銅滑塊與扁頭間隙偏大。所以要解決振動(dòng)問(wèn)題，就需要提高傳動(dòng)裝置穩(wěn)定性，對(duì)磨損過(guò)度的銅滑塊進(jìn)行更換。

4? ? 光整機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)改造

針對(duì)光整機(jī)萬(wàn)向軸傳動(dòng)結(jié)構(gòu)存在的問(wèn)題，首先要對(duì)光整機(jī)虎口部位結(jié)構(gòu)進(jìn)行更改，由圖4修改為圖5的型式，增加定位約束，減小虎口的徑向位移變化。另外，要根據(jù)萬(wàn)向軸的角度計(jì)算出萬(wàn)向軸的軸向位移，對(duì)約束部位的尺寸進(jìn)行確定。

對(duì)于扁頭的結(jié)構(gòu)形式和尺寸也進(jìn)行了相應(yīng)修改，如圖6和圖7所示。

對(duì)相應(yīng)部件結(jié)構(gòu)及尺寸進(jìn)行改造后，更換了銅滑塊，使間隙達(dá)到了設(shè)計(jì)要求。自此光整機(jī)振動(dòng)消失，解決了因?yàn)檎駝?dòng)造成光整帶鋼產(chǎn)品表面斜紋的問(wèn)題，也提高了光整機(jī)設(shè)備本身的穩(wěn)定性，其至今一直使用良好。

5? ? 結(jié)語(yǔ)

光整機(jī)是冷軋廠鍍鋅線中一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，在其運(yùn)行和工作過(guò)程中，會(huì)因?yàn)樵O(shè)備零件本身的原因引起振動(dòng)，造成帶鋼表面質(zhì)量缺陷。本文中的故障是因?yàn)閭鲃?dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)形式以及零件的間隙所引起，通過(guò)對(duì)結(jié)構(gòu)形式的修改和對(duì)間隙的調(diào)整，解決了光整機(jī)振動(dòng)故障，避免了因?yàn)檎駝?dòng)造成的帶鋼表面質(zhì)量缺陷。

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收稿日期：2020-04-15

作者簡(jiǎn)介：肖英杰（1979—），女，河北滄州人，在職碩士，工程師，研究方向：機(jī)械。