高速線材單臂芯軸運行中的故障現象及處理方法

張京磊

摘要：在工業生產制造中，高速線材主要用于盤條與盤螺等生產工作。其具有操作便捷、效率高等諸多優勢性能，但高速線材單臂芯軸系統在實際運行過程中，比較容易受到工作環境、零部件自身質量等諸多因素的影響，而出現各種各樣的故障問題。在這一背景下，本文將通過參考相關資料并充分結合筆者多年工作實踐，在簡單說明高速線材單臂芯軸系統基本構成的基礎上，重點針對其運行中存在的常見故障、故障現象以及處理方式進行簡要分析研究。

關鍵詞：高速線材;單臂芯軸;運行故障;故障現象;處理方法

0 ?引言

在高速線材單臂芯軸系統運行過程中，解決其各種故障現象，及時排除各項故障隱患，不僅能夠有效保障系統實現長時間、安全穩定運行，同時對于提升整體生產加工效率，擴大企業經濟效益規模等均具有一定的促進作用。因此探究高速線材單臂芯軸系統運行故障及處理方法具有十分重要的現實意義。

1 ?高速線材單臂芯軸系統的基本構成分析

1.1 系統基本構成

單臂集卷系統是高線后部精整區域的關鍵設備，其芯軸系統的運行效率將直接影響到軋鋼的機時產量及成材率。高速線材單臂芯軸系統的主要構成部分包括液壓系統、電氣系統等，在系統內部設有一個直流電機，該電機自帶液壓抱閘系統，用于實現芯軸垂直或翻轉，由電氣系統負責控制其整個工作過程[1]。芯軸電氣系統的主要構成包括若干光電開關、凸輪控制器等，其中芯軸在垂直與水平方向上的精準定位交由凸輪控制器負責。各光電開關則需要分別負責令小芯棒上升或下降到指定位置、打開或關閉插板至指定位置等操作。工作人員可根據實際需要采用手動或自動等模式對芯軸操作方式進行靈活控制。其中單臂芯軸機旁操作箱版面如圖1所示，集卷機實物簡體圖如圖2所示。

1.2 系統工作過程

當P&F線的C型鉤進入工作位置后，在系統內部停止器、止推器的共同作用下將承載盤卷的C型鉤進行固定處理，利用C型鉤接觸位于單臂芯軸上方的占位開關，由系統操控夾緊器執行夾緊處理。在芯軸保持垂直狀態下時，操作小芯棒上升、頂住蘑菇頭，隨后開啟擋板，使盤卷經自由落體運動后降至芯軸托板位置，調節托板勻速降至芯軸2卷位處，完成芯軸收集盤卷。隨后將插板關閉，使芯軸小芯棒降至原位，經由90°垂直翻轉到水平位置。接下來將推板推出，當開關接收到推板到位信號后控制推板返回，使芯軸以90°沿逆向翻轉至垂直位置，準備開始收集下一組盤卷，完成一輪工作過程。

2 ?常見高速線材單臂芯軸系統運行故障分析

2.1 芯軸翻轉失效 ?在高速線材單臂芯軸系統實際運行過程中，其常見運行故障現象之一即為芯軸在完成集卷之后無法正常翻轉。導致這一故障出現的原因，可能與小芯棒為下降至指定位置有關，但如果小芯棒已經下降至指定位置，但光電開關存在異常情況無法正常啟動，將會導致開關無法對小芯棒下降到位信號進行準確探測，進而影響芯軸正常翻轉。再次是查看芯軸托板是否下降到位，判斷有無到位信號，并判斷開關是否發生損壞問題，倘若開關未損壞則需查看下降2卷尾到位接近片與開接近開關位置間的距離，并且完成距離調整。另外，如果插板未能關閉至指定位置，即關閉信號不到位，則同樣也會影響光電開關對該信號的準確檢測，進而導致芯軸在集卷后出現翻轉失效的情況。而如果高速線材單臂芯軸系統在運行過程中，其電纜電源或是信號線出現破損、斷裂等情況，也會導致芯軸翻轉失常，對此還需查找控制電纜的故障點，為后續故障排除作業提供參考。

2.2 芯軸無法動作 ?芯軸從垂直運行至水平時，如果插板未能關閉至指定位置或是其附近光電開關存在異常情況，則無法準確檢測到插板關閉到位信號的情況下，芯軸將會出現無法正常動作的故障現象。與芯軸翻轉失效原因相同，如果芯軸從垂直至水平過程中，小芯棒未能下降至指定位置，或是其下降到位接近片與光電開關相距甚遠，影響光電開關對到位信號的準確、靈敏檢測，也會導致芯軸在尚未到達水平位置時便出現停止動作的故障情況。最后，還應查看控制電纜電源、信號線是否出現破皮損壞問題，并完成電纜故障點的定位。

2.3 推板推出驟停 ?高速線材單臂芯軸系統在運行過程中，芯軸翻轉至水平位置后，盤卷時常容易在推出推板時驟停，導致推板難以推出到位的故障。而導致該故障現象出現的原因，一方面推板未推出到位或對應的光電開關損壞有關，另一方面則與芯軸未達到水平位置有關，加之在長時間的運行使用且缺乏行之有效的運維管理下，導致系統中的控制電纜電源或是信號線出現較為嚴重的磨損情況甚至直接斷裂，同樣也會導致推板在推出時出現突然停止的情況，進而直接影響高速線材單臂芯軸系統的正常運行。

2.4 蘑菇頭偏移大 ?另一種常見的高速線材單臂芯軸系統運行故障即為芯軸蘑菇頭出現較大偏移。如果插板未能充分關系，或是雖然插板關閉到位信號正常，但實際上插板未能閉合到位，則會導致光電開關無法快速、準確檢測到相應的到位信號，最終使得系統在實際運行過程中，出現芯軸蘑菇頭與規定位置相偏離的情況。并且隨著系統運行時間的逐漸延長，其位置偏移量也會隨之越來越大。另外，如果插板和蘑菇頭之間存在較大間隙，則會導致蘑菇頭和芯軸間出現卡鋼的故障情況，同樣不利于系統自身實現長久、穩定運行。

3 ?高速線材單臂芯軸系統的常見故障處理方法

3.1 芯軸翻轉失效故障處理 ?針對高速線材單臂芯軸系統在運行過程中出現的集卷完成后，芯軸無法正常翻轉的故障問題。工作人員需要根據具體故障原因，有針對性地制定相應的故障處理對策。例如經檢查發現因小芯棒未能下降到指定位置，導致芯軸出現翻轉失常的情況，工作人員應當立即運用電氣系統控制光電開關，令小芯棒能夠迅速下降至指定位置。如果光電開關存在異常情況無法正常運行，則工作人員需要及時對其進行換新，同時對小芯棒下降到位接近片和光電開關之間的間距進行適當調整，防止二者因相距過遠而導致下降到位信號無法被準確探測，最終導致芯軸無法正常翻轉。同理，若由于插板關閉信號并未到位，則工作人員同樣需要利用相應的光電開關解決這一故障問題，進而使得芯軸能夠恢復正常翻轉。

3.2 芯軸無法動作故障處理 ?針對實際運行過程中系統出現的芯軸在尚未到達水平位置，便無法繼續動作的故障問題。工作人員首先需要對插板關閉信號進行嚴格檢查，在保障其插板關閉到位信號正常的情況下，及時更換被損壞的光電開關。若光電開關正常，則工作人員需要適當調整開關與插板關閉到位接近片之間的間距，同時為打開與關閉插板的電磁閥進行正常供電。其次，工作人員需要檢查控制電纜電源或信號線的使用情況，如果發現其出現嚴重磨損或斷裂等情況，則同樣需要對其進行及時更換，從而有效排除該故障，令芯軸得以正常動作[2]。最后，在電纜電源與插板關閉信號、光電開關均正常的情況下，工作人員需要重點對小芯棒下降到位信號及其光電開關正常與否進行全面檢查，進而確定具體故障原因，以便工作人員能夠快速制定出行之有效的故障解決方案。

3.3 推板推出驟停故障處理 ?根據上文可知，高速線材單臂芯軸系統在運行過程中，如果推板推出到位觀點開關損壞，導致其信號不正常，則容易出現推板推出驟停的故障問題。因此需要工作人員及時檢查相關光電開關信號正常與否，將推板推出至指定位置，使得開關信號能夠迅速發出。如果光電開關存在損壞或其他故障問題，則工作人員也需要立即對其進行換新。在控制推出到位的情況下，工作人員需要同時對相應光電開關電源以及信號線控制電纜進行全面檢查，若發現其出現破皮或是斷裂等故障問題，則同樣需要對此類問題電纜進行更換。另外，如果在檢查過程中發現芯軸水平信號未能到位，則工作人員需要及時對凸輪控制器當中的光電開關距離進行適當調整，進而有效排除故障。

3.4 蘑菇頭偏移卡鋼的處理 ?通過結合高速線材單臂芯軸系統運行中，芯軸蘑菇頭出現偏移過大以及卡鋼等故障問題。首先工作人員需要及時對插板關閉到位情況進行檢查，確保插板閉合到位，且對應光電開關位置在指定位置上，此時工作人員只需對插板機構閉合位置與光電開關之間的間距進行適當調整即可，使得開關能夠準確探測插板關閉到位的信號。其次，工作人員可嚴格按照相關規范要求，采用軋鋼的方式消除插板和蘑菇頭的間隙，從而使得芯軸蘑菇頭能夠保持正常位置，其卡鋼故障也可以得到有效解決。

4 ?結束語

綜上所述，高速線材單臂芯軸系統在實際運行時，由于受到到位信號失常或是光電開關損壞等各種因素的影響，比較容易出現芯軸無法正常翻轉和繼續動作、推板推出時驟停以及蘑菇頭位置偏移等諸多故障問題。為此需要相關工作人員充分結合系統實際運行情況，并嚴格依照相關標準要求，在對具體故障原因進行準確判斷后，有針對性地制定相應的處理對策，進而使得系統能夠獲得良好的運行成效。

參考文獻：

[1]成大先.機械設計手冊（第2卷）：第5版[M].北京：化學工業出版社，2007.

[2]王金星，李艷東.連鑄坯-線材全流程質量跟蹤技術的開發與應用[J].北方釩鈦，2019（3）：27-29.

[3]謝海青，李春燕.高速線材單臂芯軸運行中的故障現象及處理方法[J].山西冶金，2019，42（5）：136-138.