軋機(jī)機(jī)架輥的故障分析及改進(jìn)
2020-02-14 平亞強(qiáng) 黃文鋒
河南安陽(yáng)鋼鐵有限公司爐卷機(jī)組為國(guó)外公司設(shè)計(jì)制造，機(jī)架輥是爐卷軋機(jī)的重要部件之一，機(jī)架輥工作狀態(tài)的好壞則直接影響軋機(jī)的正常運(yùn)行。軋制過(guò)程中，機(jī)架輥承受軋件重載荷沖擊、啟停頻繁、熱輻射以及冷卻水和除磷水的沖刷，機(jī)架輥軸承長(zhǎng)期在惡劣工況下工作，常常出現(xiàn)卡阻、轉(zhuǎn)動(dòng)不靈等故障，影響鋼板的表面質(zhì)量。同時(shí)，由于受空間限制，維修和更換不便，單獨(dú)更換1套機(jī)架輥需30小時(shí)，更換2套需48小時(shí)，對(duì)生產(chǎn)制約比較大，給企業(yè)帶來(lái)非常大的經(jīng)濟(jì)損失。本文分析了軋機(jī)機(jī)架輥常見(jiàn)故障以及改進(jìn)措施。
機(jī)架輥的結(jié)構(gòu)
機(jī)架輥由機(jī)架輥本體、鎖緊裝置和傳動(dòng)裝置組成，機(jī)架輥本體包括軋機(jī)前、后各2根輥，均采用單獨(dú)傳動(dòng)和單獨(dú)軸承座結(jié)構(gòu)（圖1）。傳動(dòng)裝置為單傳動(dòng)，每根機(jī)架輥的傳動(dòng)分別由一臺(tái)30千瓦交流變頻調(diào)速電機(jī)、傳動(dòng)軸以及浮動(dòng)軸組成，因?yàn)闄C(jī)架輥更換不方便，采用單獨(dú)傳動(dòng)很重要。浮動(dòng)軸前端為內(nèi)齒套，通過(guò)軋機(jī)牌坊立柱上的孔插入，當(dāng)拆裝時(shí)該軸可進(jìn)出安裝在機(jī)架輥上的外齒軸頭部，以方便更換機(jī)架輥（圖2為浮動(dòng)軸與外齒軸脫開(kāi)）。
機(jī)架輥的鎖緊固定采用鎖緊楔、滑塊和螺栓固定結(jié)構(gòu)，借用軋機(jī)機(jī)架上的凸臺(tái)將機(jī)架輥剛性固定在軋機(jī)機(jī)架上。機(jī)架輥與工作輥之間安裝有過(guò)渡導(dǎo)板，方便鋼板輸入及輸出，固定導(dǎo)板安裝在彎輥塊上。
機(jī)架輥主要技術(shù)參數(shù)：
機(jī)架輥的數(shù)量出入各2根
機(jī)架輥的直徑400mm
機(jī)架輥輥身長(zhǎng)度3450mm
機(jī)架輥輥距615mm
機(jī)架輥的電機(jī)功率30kW
機(jī)架輥的電機(jī)轉(zhuǎn)速250rpm~550rpm
機(jī)架輥的電機(jī)扭矩1150NM
機(jī)架輥常見(jiàn)故障及原因分析
主要故障
一是機(jī)架輥軸承缺油導(dǎo)致?lián)p壞。
二是密封差，對(duì)氧化鐵粉和冷卻水不能進(jìn)行有效密封、隔離，造成軸承不正常磨損。
三是傳動(dòng)浮動(dòng)軸內(nèi)齒套與外齒軸聯(lián)接打齒；浮動(dòng)軸內(nèi)齒套與齒輪軸在更換時(shí)（主要是安裝新輥時(shí)）無(wú)法有效對(duì)齒，更換時(shí)間長(zhǎng)；外齒軸固定不牢，固定螺栓被剪斷，外齒軸卡在機(jī)架和機(jī)架輥之間，導(dǎo)致?lián)Q輥時(shí)間加長(zhǎng)甚端情況下必須破壞軸承座等部件來(lái)完成機(jī)架輥的更換。
四是與工作輥相鄰的過(guò)渡導(dǎo)板固定不牢，過(guò)渡導(dǎo)板晃動(dòng)，對(duì)鋼板下表面形成劃傷；過(guò)渡導(dǎo)板下沉，與過(guò)渡導(dǎo)板下方的工作輥冷卻水集管接觸，導(dǎo)致其損壞，嚴(yán)重時(shí)發(fā)生工作輥斷損事故。
故障原因分析
機(jī)架輥軸承采用集中干油潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行潤(rùn)滑，該系統(tǒng)服務(wù)點(diǎn)比較多，包括軋機(jī)本體、機(jī)前機(jī)后對(duì)中裝置、立輥軋機(jī)、機(jī)前和機(jī)后輥道，由于潤(rùn)滑周期一致，不能滿足機(jī)架輥在惡劣工作條件下的潤(rùn)滑需求。
機(jī)架輥傳動(dòng)側(cè)軸承座的密封是靠軸承座與牌坊緊貼，靠軸承座端面的O型圈和浮動(dòng)軸處的唇形密封來(lái)實(shí)現(xiàn)內(nèi)部密封，由于大量水和氧化鐵皮的存在，密封效果的好壞直接影響軸承的使用壽命。以下3個(gè)因素影響密封效果：一是在長(zhǎng)期的沖擊下，機(jī)架與滑板上表面接觸的止口磨損、機(jī)架與機(jī)架輥軸承座下表面接觸的斜面磨損，使鎖緊楔與軸承座上表面或鎖緊楔與滑塊下表面存在間隙，鎖緊楔無(wú)法鎖緊機(jī)架輥軸承座；二是設(shè)計(jì)時(shí)鎖緊楔采用M36×180mm螺栓固定，在浮動(dòng)軸甩軸以及鋼板叩頭沖擊的作用力下，M36螺孔容易損壞，無(wú)法滿足鎖緊要求；三是機(jī)架輥軸承座下方為斜面，與機(jī)架配合，當(dāng)配合斜面存在誤差時(shí)，將使軸承座與機(jī)架不能貼緊。
浮動(dòng)軸內(nèi)齒套和外齒軸的表面硬度偏低，易于打齒；內(nèi)齒套與外齒軸的齒端部沒(méi)有加工導(dǎo)向倒角、軸承座與機(jī)架之間配合斜面磨損而使軸承座偏低和軸承座在水平方向偏離浮動(dòng)軸的中心，這些導(dǎo)致對(duì)齒困難。當(dāng)軸承座與浮動(dòng)軸中心差大于2毫米時(shí)，對(duì)齒將不到位，機(jī)架輥盤車偏沉；在安裝外齒軸時(shí)，過(guò)度修磨配合面，使原設(shè)計(jì)為過(guò)盈配合變?yōu)檫^(guò)渡配合，機(jī)架輥可逆運(yùn)轉(zhuǎn)并承受沖擊載荷，同時(shí)浮動(dòng)軸設(shè)計(jì)較長(zhǎng)，在軋鋼過(guò)程中有甩尾現(xiàn)象，使外齒軸與機(jī)架輥內(nèi)孔配合松動(dòng)，長(zhǎng)期作用下使傳動(dòng)平鍵磨損、固定螺釘切斷或松脫，并最終打滑使傳動(dòng)失效，在脫離浮動(dòng)軸與外齒軸的操作中，外齒軸跟隨浮動(dòng)軸移動(dòng)并卡在機(jī)架與軸承座之間，形成卡阻，造成更換機(jī)架輥困難。
過(guò)渡導(dǎo)板的安裝是懸掛在彎輥塊的定位鍵上，導(dǎo)致過(guò)渡導(dǎo)板晃動(dòng)、下沉的原因是定位鍵松動(dòng)脫落，原因有三：一是固定鍵的鍵槽太淺，只有20mm深，鍵在彎輥塊上的定位不好；二是所用固定螺栓為M24，強(qiáng)度不足，導(dǎo)致螺栓易于斷損；三是定位鍵與除塵塊之間間隙比較大，約為20mm，在定位鍵固定螺栓斷損時(shí)，鍵容易竄出。
改進(jìn)措施
針對(duì)安鋼機(jī)架輥發(fā)生的主要故障，以及對(duì)故障原因的分析，安鋼進(jìn)行了如下的改進(jìn)：
從原來(lái)的集中干油潤(rùn)滑系統(tǒng)分離出機(jī)架輥軸承座的潤(rùn)滑，并建立一個(gè)專門供機(jī)架輥潤(rùn)滑的集中干油潤(rùn)滑系統(tǒng)，縮短潤(rùn)滑周期，并定期實(shí)施人工注油，從而保證機(jī)架輥軸承的潤(rùn)滑。
針對(duì)影響軸承座密封效果的問(wèn)題，從以下幾個(gè)方面進(jìn)行改善：一是利用中修時(shí)間，在線修復(fù)機(jī)架止口和斜面的尺寸精度，修復(fù)時(shí)以未磨損面為基準(zhǔn)修磨和研磨；二是在線把M36螺孔擴(kuò)大為M42螺孔，并相應(yīng)地改變鎖緊斜塊的絲孔尺寸，由直徑39mm改為直徑45mm；三是在安裝機(jī)架輥時(shí)，在軸承座緊貼機(jī)架的情況下，使用塞尺測(cè)量軸承座下方斜面與機(jī)架之間的間隙，根據(jù)間隙在軸承座下方增加墊片墊實(shí)，使其在鋼板沖擊力和浮動(dòng)軸甩軸的作用下不至于向外傾斜。通過(guò)這幾點(diǎn)的改進(jìn)，大大地改善了機(jī)架輥軸承的運(yùn)行環(huán)境。
浮動(dòng)軸內(nèi)齒套和外齒軸的表面硬度要求達(dá)到269HB~302HB，可有效減少打齒現(xiàn)象；在安裝前，使用角磨機(jī)在外齒軸和內(nèi)齒套的齒端部加工導(dǎo)向倒角，可順利對(duì)齒。在出現(xiàn)對(duì)齒不到位時(shí)，左右或者上下調(diào)整軸承座的位置，直到對(duì)齒到位，并根據(jù)實(shí)際情況在軸承座下方加墊和修磨定位鍵；在修磨毛刺后，安裝外齒軸時(shí)用液氮冷卻，從而滿足原來(lái)過(guò)盈配合的要求，并將固定螺釘級(jí)別由8.8級(jí)改為12.9級(jí)，增加螺釘強(qiáng)度，安裝完并做防松處理，可有效避免外齒軸脫落事故。
通過(guò)以下幾種方法優(yōu)化過(guò)渡導(dǎo)板的固定形式，減少故障的產(chǎn)生：一是把彎輥塊上定位鍵的鍵槽的深度由20mm加深到50mm，加大鍵與鍵槽的接觸受力面積以減少鍵槽的磨損量，考慮到鍵槽底部磨損最嚴(yán)重，增加一塊可拆卸的耐磨板，當(dāng)耐磨板磨損時(shí)予以更換，從而保證了彎輥塊本體槽體不被損壞，增加定位強(qiáng)度；二是把定位鍵固定螺栓由5條M24改為6條M30；三是對(duì)定位鍵進(jìn)行加厚改造，減少定位鍵和除塵塊之間的間隙，定位鍵厚度由118mm增加到165mm，并相應(yīng)地延長(zhǎng)螺栓的長(zhǎng)度。為方便過(guò)渡導(dǎo)板的安裝，定位鍵上部加工導(dǎo)向斜角。
結(jié)語(yǔ)
軋機(jī)機(jī)架輥的運(yùn)行工況惡劣，如何使用維護(hù)好機(jī)架輥對(duì)軋機(jī)的正常連續(xù)生產(chǎn)非常重要。以上通過(guò)分析引起機(jī)架輥故障的原因，并提出改進(jìn)措施，取得比較好的效果。改進(jìn)后，機(jī)架輥的壽命達(dá)到了1年以上，節(jié)約了生產(chǎn)成本，減輕了維修人員的勞動(dòng)強(qiáng)度，對(duì)鋼廠的降本增效具有非常大的意義。
來(lái)源：《中國(guó)冶金報(bào)》
網(wǎng)站客服
