熱軋卷取機卷筒維護要點分析

孟思怡

（河鋼集團河鋼股份，河北 邯鄲 056000）

0 引言

熱軋卷取機是熱軋生產線的主要設備，其作用是將經精軋完成之后的帶鋼卷取成卷，便于帶鋼的儲存和運輸。熱軋卷筒是卷取機最重要的部件，對帶鋼成形的好壞，生產質量和生產效率的高低具有決定性的作用。目前，國內外熱軋卷筒普遍采用連桿—柱塞斜楔式結構，該種型式已廣泛應用于熱軋生產線上，其結構設計合理，工作性能可靠穩定。但卷筒長期工作在高溫、高速條件下，且負荷高、沖擊力大，環境相對惡劣。因此，對卷筒進行維護尤為重要。只有積極開展針對性的卷筒維護工作，才能保證卷取機正常生產，有效延長卷筒使用周期，提高熱軋生產線的產品質量和工作效率。

1 熱軋卷筒機械結構和工作原理

1.1 卷筒結構組成

卷筒種類較多，目前，國內外熱軋卷筒普遍采用連桿—柱塞斜楔式結構。卷筒主要由空心主軸、棱錐芯軸、連桿、柱塞、扇形板、漲縮油缸和聯軸器等部分組成[1-2]。空心主軸內部有軸向貫通孔和徑向貫通孔，棱錐芯軸安裝在軸向孔內，能夠在空心軸內沿軸向自由移動。空心主軸傳動側和漲縮油缸連接，棱錐芯軸在卷筒操作側方向設置有多節棱錐面，棱錐面和空心主軸徑向孔內柱塞的斜面接觸。棱錐芯軸傳動側通過聯軸器與油缸連接，并隨漲縮油缸在空心主軸徑向孔中沿軸線進行往復運動。卷筒扇形板通過連桿機構和棱錐芯軸接連，扇形板底部平面與柱塞相連，柱塞在棱錐芯軸運動帶動下沿徑向往復帶動扇形板漲縮。

1.2 卷筒工作原理

卷取機在卷取過程中,卷筒在電機、減速機的帶動下高速旋轉。棱錐芯軸在油缸的驅動下，在空心軸內向傳動側移動，棱錐芯軸左端的楔形面推動柱塞向外移，柱塞外端面推動扇形板向外擴張（即卷筒漲開）。當卷筒的直徑漲大到設定值時，在3 個助卷輥的共同作用下，卷取機運轉卷取帶鋼。當帶鋼纏繞卷取3～5 圈后，助卷輥全部打開，楔形拉桿在液壓油缸的驅動下繼續沿徑向向外移動，卷筒完成二次擴張。此時，帶鋼已被卷緊，卷筒按正常速度卷取帶鋼，并和最后道次精軋機建立起相對穩定的卷取張力。當整卷帶鋼完成卷取,卷取機停止工作,卷筒停止運轉。棱錐芯軸在漲縮油缸的驅動下，沿空心主軸內部軸向通孔向操作側方向移動，柱塞在棱錐芯軸作用下向內移動，楔形芯軸通過連桿拉動扇形板向內收縮，卷筒直徑縮至卸卷狀態，開始卸卷。

2 熱軋卷筒維護要點分析

2.1 卷筒軸承維護

由于熱軋卷筒處在高溫、高速條件下，承受負荷高、沖擊力大，環境惡劣，容易造成軸承損壞、抱死等情況。目前，熱軋卷筒采用三點支撐，卷筒活動支承中心線由于受較大沖擊力影響，可能存在支撐軸承中心和卷筒中心不在同一條中心線上的現象，造成卷筒的軸承預載力嚴重超限，影響軸承使用壽命[3]。熱軋卷筒總共裝配3 盤軸承，其中：在卷筒操作側裝配1 盤雙列圓錐滾子軸承，作為卷筒的輔助支撐。在卷筒傳動側裝配2 盤雙列圓錐滾子軸承，作為卷筒的主支撐。

2.1.1 卷取機操作側軸承維護

操作側軸承由兩組活動支撐固定，其相應維護要點如下：

1）保證操作側軸承和兩個支承臂的間隙符合相關標準，可有效避免軸承受到徑向力作用。如果軸承受到的徑向力相對較大，軸承的徑向游隙相對變小，容易發生軸承抱死現象。正常工作情況下，水平偏心銷需要旋轉3.75°，保證在水平方向的偏心量為4 mm，垂直偏心銷也要相應旋轉3.75°，在垂直方向保證偏心量為4 mm。

2）此軸承通常設置為手動潤滑，加油周期為1 個月左右，加油量為1 L。在手動加油過程中，由于卷取機需要持續水冷卻，要注意觀察軸承是否有進水現象。一旦發現軸承進水，為避免軸承出現異常情況，在下一個定期檢修周期必須更換此卷筒。

2.1.2 卷取機傳動側軸承維護

傳動側軸承共安裝2 盤，設計可同時裝2 盤軸承的一體化軸承座，通過8 條預緊螺栓固定在卷取機的機架上，卷筒主要由傳動側軸承支撐。

1）傳動側軸承采用集中潤滑，需每星期定時檢查干油分配器的供油情況，并對軸承溫度情況進行監控，避免軸承抱死，造成生產設備事故。

2）由于卷筒承受的負荷高，沖擊力大，為避免設備事故發生，需要定期檢查軸承座安裝螺栓的預緊力。檢查過程中，依據預緊螺栓使用相關標準，利用液壓力矩扳手對螺栓的預緊力進行檢查、調整。

2.2 卷筒扇形板維護

扇形板通過連桿機構與棱錐芯軸連接，為保證扇形板漲縮平穩，每塊扇形板與棱錐芯軸有3 個柱塞相連。

1）扇形板在卷取機卸卷工作完成后，原本和高溫帶鋼緊密接觸并受到一定約束的扇形板突然被卷取機的冷卻水冷卻，由于內部熱應力的作用，在扇形板表面很容易產生龜裂現象。為降本增效，提高扇形板的使用壽命，需要根據現場的實際情況，持續改進優化卷筒和助卷輥冷卻水的水量，在卷取機交替使用過程中，要對扇形板持續冷卻，以增加冷卻時間，確保扇形板得到充分冷卻，盡可能降低內部熱應力作用，避免扇形板表面產生龜裂。

2）為確保卷取過程中助卷輥和卷筒不發生碰撞，要定期檢測調整卷筒和助卷輥的平行度，平行度誤差標準≤0.2 mm，并且要著重注意調整助卷輥和卷筒間隙，在卷筒縮徑位置，標準調整范圍為5 mm±2 mm。

3）扇形板是由銷軸通過螺栓和棱錐芯軸連接的，為防止螺母由于受頻繁的沖擊力而松動，固定螺母必須在擰緊后再進行焊接加固。因此，需要定期檢查固定螺母，檢查焊口是否存在隱患，是否有裂紋、開焊等現象。如果一塊扇形板的2 個螺母焊口同時開焊，容易造成銷軸竄動，出現扇形板脫落等現象，導致重大設備事故出現。

2.3 卷筒信號板維護

熱軋卷筒的漲徑是由信號板通過超聲波傳感器反饋至電控系統，信號板平面度的質量直接影響伺服系統的控制精度。因此，其平面度要作為重點維護項目，在檢修維護過程中，應根據實際情況進行調整。平面度安裝要求在0.5 mm 以內。帶鋼生產過程中，要密切關注信號板和連接體螺栓連接情況，對連接體固定螺栓的緊固情況也要給以重點關注。

2.4 卷筒柱塞維護

卷筒內部柱塞的下表面是楔形的，通過棱錐芯軸在空心主軸內沿軸向往返直線移動來控制扇形板的漲縮，實現卷筒的漲縮[4]。柱塞內安裝有張力彈簧，其主要作用是有效消除棱錐芯軸和扇形板的機械間隙，如果彈簧失效，會造成扇形板在運轉過程中不能到達最大漲開位置，導致扇形板在卷筒和末架精軋機建立張力的過程不能發揮應有的作用，影響卷取質量。

1）柱塞的下楔形面和棱錐芯軸的表面采用干油潤滑，考慮到此部位潤滑的重要性，單獨設立了1臺集中干油泵進行卷筒潤滑。日常維護的過程中,要重點關注此干油系統的工作情況，觀察干油系統潤滑是否正常。

2）合理選用柱塞內彈簧。由于生產現場條件有限，現場不具備更換彈簧條件，在卷筒定期修復時，要特別強調彈簧的選用，盡可能選用進口優質彈簧，這樣才能保證彈簧質量，提高卷筒修復質量，有效延長卷筒的使用周期。

2.5 卷筒潤滑維護

熱軋卷筒滑動接觸面潤滑十分重要，其潤滑系統運行狀況，直接影響著卷筒運行狀態和使用壽命。滑移表面缺少潤滑脂時，將造成表面磨損加速，從而導致滑動表面之間的間隙增大，進而影響卷筒脹縮的精度，甚至影響卷筒正常運轉。

熱軋卷筒的潤滑部位除軸承和柱塞的下楔形面要重點關注外，其他幾個具有相對滑移的接觸面也要給予重視，一是扇形板導向面，二是空心主軸軸向通孔和徑向通孔，三是棱錐芯軸的楔形滑移面。維護時主要檢查滑移表面潤滑情況，潤滑系統干油分配器及管路是否存在內部堵塞或泄露現象，并對潤滑油用量進行合理分析，以避免油路堵塞或干油分配器不工作，造成滑動表面缺少潤滑，以及由于潤滑系統泄漏而造成系統油壓不足，達不到潤滑效果。

3 結語

基于熱軋卷取機的卷筒結構和工作原理，重點分析了熱軋卷筒維護要點，在卷筒維護過程中，要根據實際生產運行情況,不斷加強點檢工作，進行針對性的維護，將卷筒存在的隱患問題消除在萌芽狀態，延長卷筒使用周期，提高卷取設備運轉率，從而有效提高熱軋生產線的生產效率。