淺談軋鋼機(jī)械振動(dòng)故障的原因

彭鐵龍

（首鋼京唐鋼鐵聯(lián)合有限責(zé)任公司）

摘　要：軋鋼機(jī)械在我國(guó)鋼鐵生產(chǎn)制造領(lǐng)域有著極其重要的作用，本文針對(duì)軋鋼機(jī)械在其生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行分析，分析產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的原因，并提出相應(yīng)的軋鋼設(shè)備的維護(hù)和管理措施，有利于維護(hù)人員在生產(chǎn)加工過(guò)程中快速找到產(chǎn)生振動(dòng)故障的原因，避免影響正常的生產(chǎn)加工過(guò)程。

關(guān)鍵詞：軋鋼；機(jī)械振動(dòng)；故障原因

0　引言

軋鋼機(jī)械在其生產(chǎn)加工中往往承受較重的載荷，且由于加工精度和裝配精度的原因，導(dǎo)致軋鋼機(jī)械在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生一定的振動(dòng)[1]。軋鋼機(jī)械的振動(dòng)故障如果不被解除將影響軋件的質(zhì)量，導(dǎo)致軋件軋縫和軋件的平面形狀產(chǎn)生質(zhì)量問(wèn)題，無(wú)法滿足生產(chǎn)加工的需求。本文通過(guò)軋鋼機(jī)械的機(jī)械振動(dòng)故障，分析振動(dòng)故障產(chǎn)生的原因，并結(jié)合具體的原因，提出相應(yīng)的維護(hù)和管理措施，使設(shè)備操作人員和維護(hù)人員在工作中快速且有針對(duì)性地對(duì)軋鋼設(shè)備進(jìn)行維護(hù)和管理，對(duì)提高軋件質(zhì)量和延長(zhǎng)軋鋼設(shè)備的使用壽命具有十分重要的意義。

1　振動(dòng)故障原因分析

1.1設(shè)備制造精度

軋鋼設(shè)備屬于中大型機(jī)械加工設(shè)備，相對(duì)于精密制造加工而言，其設(shè)計(jì)精度較低，對(duì)設(shè)備中各個(gè)零件精度要求不高，但由于要保證軋件的形狀和精度，在制造加工過(guò)中對(duì)其精度有一定的要求，否則無(wú)法滿足生產(chǎn)加工的要求[2]。在軋鋼設(shè)備的核心零部件（精軋機(jī)、精調(diào)設(shè)備）的加工過(guò)程中由于零件的精度沒(méi)有達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在軋鋼設(shè)備的高壓高負(fù)載工作條件下，影響軋鋼設(shè)備的整體精度，由此導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)機(jī)械振動(dòng)，影響設(shè)備的正常使用。

1.2傳動(dòng)系統(tǒng)異常

軋鋼設(shè)備的動(dòng)力從電機(jī)傳送至軋機(jī)的過(guò)程中，需經(jīng)過(guò)傳動(dòng)鏈的多級(jí)傳送才能實(shí)現(xiàn)，例如，動(dòng)力傳輸鏈為電機(jī)→ 減速器 → 傳動(dòng)鏈 → 軋機(jī)，其中電機(jī)的精度和減速器中各個(gè)零件的精度對(duì)軋鋼設(shè)備的振動(dòng)影響。電機(jī)旋轉(zhuǎn)過(guò)程中由于轉(zhuǎn)子安裝對(duì)中精度不夠[3]，電機(jī)旋轉(zhuǎn)中轉(zhuǎn)矩不平衡，導(dǎo)致的振動(dòng)，減速器中通常是通過(guò)齒輪傳動(dòng)降低轉(zhuǎn)速，提高設(shè)備的轉(zhuǎn)矩，增大軋機(jī)的壓力，由于減速機(jī)中的齒輪由于長(zhǎng)期工作在高溫高壓環(huán)境中，導(dǎo)致精度降低、傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)異常，導(dǎo)致設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)。

1.3裝配精度降低

設(shè)備的裝配精度直接影響設(shè)備的工作狀態(tài)下的振動(dòng)情況[4]，由于設(shè)備設(shè)計(jì)之初時(shí)各個(gè)零件的裝配精度設(shè)計(jì)不合理，導(dǎo)致在設(shè)備使用過(guò)程中產(chǎn)生各運(yùn)動(dòng)件的運(yùn)動(dòng)關(guān)系發(fā)生改變，在設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中喪失了動(dòng)力傳動(dòng)的精度和各個(gè)部件的位置精度，無(wú)法保證設(shè)備在高負(fù)載環(huán)境下工作的平穩(wěn)性，產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，影響軋件的質(zhì)量。

1.4設(shè)備精度保持性

軋鋼設(shè)備在使用初始階段的運(yùn)轉(zhuǎn)較為穩(wěn)定，隨著使用時(shí)間的增加，設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)的頻率持續(xù)增加，這是由于軋鋼設(shè)備的精度保持性較差。由于軋鋼機(jī)械長(zhǎng)期工作在高溫、高壓、高負(fù)載的環(huán)境中，軋鋼設(shè)備的零件產(chǎn)生變形和磨損，設(shè)備的傳動(dòng)精度、定位精度與設(shè)備使用初始階段相比有較大的差距，導(dǎo)致設(shè)備在工作時(shí)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，影響軋件的質(zhì)量。

1.5零件磨損

機(jī)械設(shè)備的磨損也是導(dǎo)致軋鋼設(shè)備出現(xiàn)振動(dòng)的重要原因。設(shè)備在工作時(shí)，用于傳動(dòng)的關(guān)鍵零件的磨損會(huì)嚴(yán)重影響機(jī)械設(shè)備的運(yùn)轉(zhuǎn)平穩(wěn)性，如軸承和齒輪的磨損。軸承是設(shè)備旋轉(zhuǎn)過(guò)程中的關(guān)鍵零件，但由于負(fù)載和工作環(huán)境的影響，導(dǎo)致軸承發(fā)生磨損和變形，如圖1所示，軸承的滾珠和滾子在軸承內(nèi)圈和外圈中的運(yùn)動(dòng)位置發(fā)生變化，在傳動(dòng)過(guò)程中出現(xiàn)回轉(zhuǎn)精度低，運(yùn)轉(zhuǎn)出現(xiàn)振動(dòng)。如圖2所示，齒輪的磨損，導(dǎo)致減速器在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)內(nèi)部嚙合傳動(dòng)的齒輪出現(xiàn)傳動(dòng)精度偏差，無(wú)法保持平穩(wěn)性，設(shè)備的振動(dòng)隨著傳動(dòng)鏈從動(dòng)力源到執(zhí)行件不斷被放大，導(dǎo)致軋鋼設(shè)備在末端執(zhí)行位置時(shí)的振動(dòng)現(xiàn)象尤為明顯。

2　設(shè)備維護(hù)和管理

2.1設(shè)備零件精度和安裝精度控制

在設(shè)備各個(gè)零件的設(shè)計(jì)之初，根據(jù)實(shí)際的需求合理設(shè)計(jì)各個(gè)零件的加工精度，并在制造過(guò)程嚴(yán)格按照設(shè)計(jì)圖紙的要求進(jìn)行加工。所有零件加工完成后，再根據(jù)設(shè)備的裝配要求，對(duì)設(shè)備進(jìn)行裝配，此過(guò)程必須按照裝配要求進(jìn)行裝配，保證設(shè)備的安裝和裝配精度。

2.2設(shè)備關(guān)鍵零件狀態(tài)檢測(cè)

根據(jù)第一節(jié)中的故障原因分析，在設(shè)備的關(guān)鍵部位安裝加速度計(jì)用于檢測(cè)設(shè)備的各個(gè)部位的振動(dòng)情況，如設(shè)備的軸承安裝位置、減速機(jī)位置，末端執(zhí)行件位置。分別檢測(cè)軋鋼設(shè)備在待機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)和正常工作狀態(tài)下的振動(dòng)情況，并分析傳感器測(cè)量的數(shù)據(jù)，根據(jù)傳感器數(shù)據(jù)判斷設(shè)備各個(gè)部位的振動(dòng)情況，找到影響設(shè)備末端振動(dòng)的振動(dòng)源，并根據(jù)振動(dòng)源的狀態(tài)選擇合理地控制振動(dòng)的措施。

2.3定期檢查和更換零件

在根據(jù)傳感器的檢測(cè)數(shù)據(jù)分析得到故障源后，對(duì)相關(guān)的零件進(jìn)行更換。定期檢查各個(gè)零件的運(yùn)轉(zhuǎn)情況，若零件的振動(dòng)程度超出了平穩(wěn)運(yùn)?的范圍，則根據(jù)維護(hù)手冊(cè)更換相應(yīng)的零件，使設(shè)備始終運(yùn)行平穩(wěn)，減少設(shè)備的振動(dòng)現(xiàn)象。

2.4設(shè)備工作環(huán)境管理

維護(hù)設(shè)備需要從各個(gè)方面考慮，對(duì)于高精密的加工設(shè)備，設(shè)備周圍環(huán)境的溫度、濕度等都影響著設(shè)備的加工精度[5]。在軋鋼設(shè)備的維護(hù)和管理工作中，需控制設(shè)備周圍的環(huán)境，根據(jù)設(shè)備的運(yùn)行情況和加工質(zhì)量的要求，將設(shè)備安裝在溫度適中、空氣濕度適中的位置，盡量避免設(shè)備由于周圍環(huán)境導(dǎo)致設(shè)備的精度降低。

2.5設(shè)備零部件維護(hù)

根據(jù)各個(gè)零部件對(duì)設(shè)備的影響程度，對(duì)各個(gè)零部件進(jìn)行定期維護(hù)。例如，定期更換減速機(jī)中的潤(rùn)滑油，對(duì)各個(gè)位置的軸承進(jìn)行維護(hù)，保證外界雜物不進(jìn)入軸承和減速機(jī)內(nèi)部，影響軸承的使用壽命。對(duì)于電機(jī)的維護(hù)也至關(guān)重要，由于電機(jī)長(zhǎng)期工作在高溫、高負(fù)載的環(huán)境中，導(dǎo)致電機(jī)轉(zhuǎn)子位置發(fā)生偏移，高速運(yùn)行時(shí)出現(xiàn)失衡，產(chǎn)生抖動(dòng)。因此，改善電機(jī)的工作環(huán)境，保證電機(jī)的散熱性，對(duì)提高電機(jī)旋轉(zhuǎn)精度和延長(zhǎng)電機(jī)使用壽命十分重要。

3　結(jié)語(yǔ)

通過(guò)上述的分析，本文針對(duì)軋鋼機(jī)械在其生產(chǎn)加工過(guò)程中產(chǎn)生的機(jī)械振動(dòng)進(jìn)行分析，分析產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)的原因，并提出相應(yīng)的軋鋼設(shè)備的維護(hù)和管理措施，有利于維護(hù)人員在生產(chǎn)加工過(guò)程中快速找到產(chǎn)生振動(dòng)故障的原因，避免影響正常的生產(chǎn)加工過(guò)程。

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