立輥軋機(jī)傾斜故障原因分析及改進(jìn)

吳婷

（天津天鐵冶金集團(tuán)熱軋板有限公司）

1　引言

天鐵熱軋1750mm立輥軋機(jī)位于R2四輥可逆粗軋機(jī)之前，與R2軋機(jī)配合形成萬(wàn)能式粗軋機(jī)，其中側(cè)壓裝置是立輥的主要組成部分，其作用主要是對(duì)加熱爐出來(lái)的板坯進(jìn)行側(cè)邊軋制，并控制板坯寬度尺寸和形狀，同時(shí)將板坯邊部的鑄態(tài)組織變?yōu)檐垜B(tài)組織，避免在水平軋制過(guò)程中產(chǎn)生邊裂，影響板坯質(zhì)量。

天鐵1750mm軋機(jī)投產(chǎn)7年多，前期設(shè)備運(yùn)行良好，但隨著生產(chǎn)節(jié)奏的加快，設(shè)備磨損加大，精度降低，因此在生產(chǎn)過(guò)程中，小輪碎裂、球面墊掉落等側(cè)壓裝置頻繁出現(xiàn)故障，造成了立輥軋機(jī)傾斜的現(xiàn)象，直接影響了正常軋鋼工序。通過(guò)對(duì)事故現(xiàn)象的原因分析和改進(jìn)，降低了立輥軋機(jī)傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。

2　立輥軋機(jī)側(cè)壓裝置的結(jié)構(gòu)與工作原理

2.1立輥軋機(jī)側(cè)壓裝置結(jié)構(gòu)

測(cè)壓裝置分布于軋機(jī)傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)，全部采用液壓驅(qū)動(dòng)，每側(cè)由平衡液壓缸（以下簡(jiǎn)稱平衡缸）、兩個(gè)AWC液壓缸（以下簡(jiǎn)稱AWC缸）和平衡梁等組成。AWC缸與平衡缸共同作用時(shí)，實(shí)現(xiàn)軋輥的開口度的設(shè)定，兩側(cè)側(cè)壓裝置可單動(dòng)，也可聯(lián)動(dòng)。AWC缸與平衡缸均固定在機(jī)架上。側(cè)壓裝置具體參數(shù)如下：

Z大軋制力矩（過(guò)載系數(shù)2.75，5s電機(jī)跳閘）：2×616kN·m；

軋制速度（Z大輥時(shí)）：±2.9～5.67m/s；側(cè)壓速度（單側(cè)）：80mm/s；

Z大側(cè)壓量：60mm（雙側(cè)，低碳鋼，厚度230mm）；

立輥開口度：720~1750mm；

AWC液壓缸：φ400/φ320×895mm，工作壓力27MPa；

平衡液壓缸：φ220/φ140×1925mm，工作壓力8~12MPa。

測(cè)壓裝置見圖1。

2.2側(cè)壓裝置工作原理

側(cè)壓裝置其共同作用可調(diào)整軋輥的開口度。該裝置配有短行程控制（SSC）功能＋自動(dòng)寬度控制（AWC）功能。短行程控制（SSC）用于控制大側(cè)壓引起的頭、尾形裝誤差。自動(dòng)寬度控制（AWC）主要用于修正軋制力變化引起的寬度誤差。SSC、AWC的控制是由液壓伺服系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的。

AWC缸通過(guò)球面墊與軋輥軸承座相接。其作用是：帶動(dòng)軋輥裝配在機(jī)架內(nèi)運(yùn)動(dòng)。AWC缸均帶位移傳感器，用于AWC缸位置檢測(cè)和同步控制。AWC缸可帶負(fù)荷調(diào)整。在AWC缸液壓伺服系統(tǒng)上裝有壓力傳感器，用于檢測(cè)軋制壓力。

平衡缸通過(guò)連接板與平衡梁相連，平衡梁上下鉤部分別與上下軋輥軸承座相接。平衡梁的側(cè)面裝有滑板，上部裝有小輪。平衡缸作用是：一方面在正常工作狀態(tài)下通過(guò)平衡梁始終將軋輥裝配拉靠在AWC缸頭部上，消除球面墊與AWC缸頭部之間、球面墊與軸承座之間的間隙。平衡缸帶位移傳感器，用于軋輥位置檢測(cè)。

3　立輥傾斜故障原因分析

由于軋線只有一架立輥軋機(jī)，每塊板坯軋制五道次，其中一、三、五道次帶有減寬軋制設(shè)定，二、四道次打開，因此軋機(jī)工作量較大，側(cè)壓裝置動(dòng)作頻繁，很容易出現(xiàn)傾斜故障，從而影響正常生產(chǎn)。立輥傾斜原因主要是由立輥平衡梁小輪故障和球面墊掉落所引起。

3.1平衡梁小輪故障原因分析

平衡梁小輪如圖2所示，將平衡梁固定在機(jī)架內(nèi)，并保證平衡梁在機(jī)架內(nèi)往復(fù)運(yùn)動(dòng)。隨著設(shè)備精度的降低，在生產(chǎn)過(guò)程中，小輪經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡死、軸承碎裂等故障，造成平衡梁運(yùn)行不平穩(wěn)，平衡缸壓力過(guò)大，立輥軋機(jī)報(bào)傾斜，影響軋鋼生產(chǎn)。通過(guò)多次檢修更換檢查，分析其原因?yàn)椋含F(xiàn)場(chǎng)環(huán)境惡劣，立輥軋機(jī)前部裝有高壓水除磷裝置，粉塵、鐵屑較多，水量大，小輪無(wú)密封，僅有軸承擋圈，容易進(jìn)入小輪軸承內(nèi)部，造成軸承卡死或加劇軸承滾珠磨損，致使軸承損壞；潤(rùn)滑不良或潤(rùn)滑油孔堵塞，軸承長(zhǎng)時(shí)間處于無(wú)潤(rùn)滑油狀態(tài)，造成軸承卡死；小輪加油不方便，見圖2。

油孔1為加油孔，每次加油都需將固定螺栓拆除，且空間狹小，不利于加油；小輪滑道粉塵較多，容易堆積，從而增加小輪運(yùn)行阻力，造成小輪受力不均，平衡缸壓力過(guò)大；小輪軸承強(qiáng)度不夠，滾珠容易碎裂；多次更換小輪軸，造成平衡梁固定孔與軸間隙加大，小輪往復(fù)擺動(dòng)使固定孔形成橢圓形，致使小輪損壞。

3.2球面墊掉落故障原因分析

球面墊在軋鋼過(guò)程中，Z大軋制力為4000kN，遭受較大沖擊力，尤其是下缸，很容易使螺栓剪短、球面墊掉落，從而造成立輥報(bào)傾斜。分析其原因?yàn)椋呵蛎鎵|螺栓強(qiáng)度低，螺栓倒角處存在應(yīng)力集中或應(yīng)力經(jīng)過(guò)熱處理未消散；螺栓經(jīng)常斷裂，造成AWC缸缸頭螺紋?壞，與螺栓配合間隙大，螺栓晃動(dòng)致使斷裂；滑板磨損，精度降低，平衡梁與牌坊的間隙增大，軋鋼過(guò)程中，平衡梁擺動(dòng)，帶動(dòng)球面墊，使螺栓斷裂；AWC缸依靠卡環(huán)固定在立輥牌坊上，軋鋼過(guò)程中，沖擊力大，尤其道次，造成AWC缸卡環(huán)與AWC缸體之間間隙大，且牌坊磨損（現(xiàn)場(chǎng)查看，發(fā)現(xiàn)軋機(jī)出口磨損較大，入口有輕微磨損），生產(chǎn)過(guò)程中，缸體不規(guī)則擺動(dòng)，造成螺栓斷裂；上下AWC缸不同步，在工藝操作人員拍快開時(shí)（拍快開，平衡缸和AWC缸同時(shí)縮回），平衡梁傾斜，造成某一個(gè)球面墊承壓過(guò)大，致使螺栓斷裂。球面墊見圖3。

4　立輥傾斜故障改進(jìn)措施

為了降低立輥傾斜故障率，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，制定了具體改進(jìn)措施。

小輪定期潤(rùn)滑，將變質(zhì)潤(rùn)滑油和粉塵擠出；安裝小輪時(shí)，安裝正確，確保油道暢通，防止雜物進(jìn)入軸承內(nèi)部，軸承擋圈牢固；小輪前方增加刮塵板，在小輪運(yùn)行過(guò)程中，提前將堆積粉塵清除，便于小輪運(yùn)行平穩(wěn)；小輪軸承改用進(jìn)口SFK軸承，提高軸承強(qiáng)度；更改小輪潤(rùn)滑油道，同時(shí)在軸上開槽，便于小輪加油；利用大修時(shí)間，對(duì)平衡梁固定小輪孔進(jìn)行修復(fù)；定期檢查小輪運(yùn)轉(zhuǎn)情況，便于提前發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，及時(shí)處理。

球面墊螺栓采用高強(qiáng)螺栓，螺栓倒角改為圓角，并進(jìn)行熱處理消應(yīng)；對(duì)AWC缸缸頭螺孔螺紋進(jìn)行修復(fù)，或者加大螺紋，更改螺栓；定期測(cè)量牌坊與平衡梁之間的間隙，過(guò)大時(shí)滑板適當(dāng)加墊，保證牌坊與平衡梁的尺寸配合在1.4~2.1mm；AWC缸卡環(huán)實(shí)行一對(duì)一制度，下線后，根據(jù)AWC缸測(cè)量尺寸進(jìn)行修復(fù)，保證公差配合，從而使AWC缸固定良好；牌坊磨損處定期進(jìn)行修復(fù)，保證安裝精度；球面墊下方加焊托架，這樣即使球面墊螺栓斷裂，也可保證不掉落，維持正常生產(chǎn)；定期檢測(cè)油缸信號(hào)和伺服閥信號(hào)反饋，確保油缸同步。

5　改進(jìn)后效果

經(jīng)過(guò)對(duì)側(cè)壓裝置采取的一系列改進(jìn)，改善了小輪工作環(huán)境及小輪強(qiáng)度，使小輪故障率大大降低，由每年5～6次降低到每年1～2次，取得了良好的效果；在保證設(shè)備精度的情況下，球面墊掉落次數(shù)明顯減少。平衡梁小輪和球面墊的改善，減少了立輥傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行，同時(shí)降低了備件損耗，節(jié)約成本。

6　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)對(duì)立輥軋機(jī)傾斜故障進(jìn)行分析，找出了故障原因，提出了具體改進(jìn)方案，改進(jìn)后降低了立輥軋機(jī)傾斜故障率，保障了生產(chǎn)的順利進(jìn)行。設(shè)備精度是保障設(shè)備正常運(yùn)行的重要因素之一，尤其到設(shè)備后期，設(shè)備磨損加劇，精度嚴(yán)重降低的情況下，更應(yīng)保證精度，同時(shí)也要加強(qiáng)設(shè)備點(diǎn)檢制。

來(lái)源：《天津冶金》2014年第003期