吐絲機(jī)振動(dòng)異常原因及解決措施

唐 嘉 張其斌 張成亮 彭仲龍 王水龍

（方大特鋼科技股份有限公司 南昌）

一、前言

高線是方大特鋼是自動(dòng)化程度較高的一條生產(chǎn)線，2008年10月投產(chǎn)，主要產(chǎn)品為直徑5.5～20 mm的光面圓鋼盤條及直徑18～50 mm的圓鋼盤條，以生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)碳素結(jié)構(gòu)鋼、低合金鋼、合金結(jié)構(gòu)鋼、冷鐓鋼、焊條鋼、彈簧鋼等為主的生產(chǎn)線。吐絲機(jī)采用比較先進(jìn)的摩根六代機(jī)型，成品設(shè)計(jì)軋制速度120 m/s。隨著高線的發(fā)展，高速線材的成品速度可達(dá)到110 m/s，但由于吐絲機(jī)本身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，在生產(chǎn)過程中振動(dòng)偏大，這也是困擾國(guó)內(nèi)高線廠的突出問題。臥式吐絲機(jī)電機(jī)功率600 kW，電機(jī)額定轉(zhuǎn)速1500 r/min，最大吐絲速度120 m/s，線圈直徑1050 mm，增速比1.7179，線材直徑 5.5～20 mm，傾角 20°。

二、吐絲機(jī)振動(dòng)的主要原因

（1）由于吐絲機(jī)為懸臂式結(jié)構(gòu)，吐絲管的支座長(zhǎng)度800 mm，主軸為空心軸長(zhǎng)度1000 mm，這種結(jié)構(gòu)剛性小，其抗振性能差。吐絲機(jī)在高速旋轉(zhuǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生離心力，如果動(dòng)平衡不好，會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)。

（2）吐絲機(jī)剖分導(dǎo)管直徑1154 mm，在生產(chǎn)過程中導(dǎo)管內(nèi)壁會(huì)產(chǎn)生不規(guī)則磨損，吐絲錐、吐絲盤與導(dǎo)管間隙超差造成振動(dòng)，當(dāng)間隙＜2 mm時(shí)，吐絲錐發(fā)熱導(dǎo)致吐絲盤偏導(dǎo)板與導(dǎo)管摩擦。當(dāng)間隙＞4 mm時(shí)，導(dǎo)致間隙內(nèi)卡鋼，引起吐絲錐及機(jī)體損傷。

（3）吐絲機(jī)吐絲錐冷卻水壓力最小應(yīng)＞0.15 MPa，過小或過大對(duì)吐絲錐散熱和運(yùn)行的影響都比較明顯。

（4）氣體彈簧的作用是調(diào)節(jié)吐絲機(jī)端部大軸承的徑向跳動(dòng)，對(duì)調(diào)整吐絲機(jī)的振動(dòng)大小有著至關(guān)重要的影響。

（5）吐絲管動(dòng)不平衡造成振動(dòng)，吐絲管重量、材料、壁厚不規(guī)范，吐絲管彎曲曲線不規(guī)范，吐絲管管夾安裝不規(guī)范，吐絲管嚴(yán)重磨損或氧化鐵皮粘接，均會(huì)導(dǎo)致動(dòng)不平衡。

（6）工藝控制吐絲圈型不穩(wěn)定，而影響到產(chǎn)品質(zhì)量和生產(chǎn)順行出現(xiàn)線圈紊亂、成圈不圓，大小不均、排列不齊，進(jìn)一步影響吐絲機(jī)的振動(dòng)。

（7）入口段骨架油封安裝在水套之上的，水套硬度28～34 HRC，材料Q235，在運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，密封件和軸套都有不同的磨損，一旦磨損那對(duì)入口段的軸承影響是致命的，會(huì)加大吐絲機(jī)的振動(dòng)。

（8）傘齒輪間隙過大或吐絲機(jī)端部大軸承的徑向游隙過大，也會(huì)產(chǎn)生較大的振動(dòng)，而且會(huì)給機(jī)座帶來嚴(yán)重的損傷。

三、解決措施

（1）不管是工藝操作及設(shè)備維護(hù)人員都必須經(jīng)過嚴(yán)格的培訓(xùn)、考試后上崗，而且要有極強(qiáng)的責(zé)任心，因?yàn)楦咚賲^(qū)無小事，任何人為的失誤都會(huì)導(dǎo)致嚴(yán)重的后果；經(jīng)過培訓(xùn)過的人員對(duì)設(shè)備的性能及參數(shù)有詳細(xì)的理解，對(duì)設(shè)備運(yùn)行中發(fā)生的故障能夠及時(shí)的做出正確的判斷，以便把損失降到最低。

（2）制定合理的定期檢查與檢修制度，因吐絲機(jī)振動(dòng)而造成聯(lián)軸器不對(duì)中或地腳螺栓松動(dòng)，應(yīng)重新進(jìn)行對(duì)中找正，其徑向偏差不應(yīng)超過0.1 mm。每隔3個(gè)月對(duì)傘齒輪進(jìn)行檢測(cè)，保證傘齒輪側(cè)隙在0.35～0.42 mm范圍之內(nèi)，嚙合接觸斑點(diǎn)長(zhǎng)度方向≥70%，高度方向≥75%。吐絲機(jī)端部大軸承每6個(gè)月檢測(cè)1次，如徑向游隙超0.5 mm，那么就必須對(duì)吐絲機(jī)進(jìn)行大修更換軸承。

（3）嚴(yán)格執(zhí)行摩根設(shè)備的檢修標(biāo)準(zhǔn)。做好軸承的清潔、預(yù)潤(rùn)滑工作及軸承的尺寸復(fù)核，軸承的寬度誤差在0.02 mm之內(nèi)可以上線使用。對(duì)軸承安裝配合的座孔或軸進(jìn)行測(cè)量，檢查尺寸是否在公差范圍內(nèi)。

（4）盡量采用具有消磁功能的電磁感應(yīng)加熱器，嚴(yán)格控制加熱溫度應(yīng)＜120℃。對(duì)每盤安裝的軸承前后游隙都要進(jìn)行檢測(cè)，而且安裝完的齒輪要對(duì)嚙合面、齒側(cè)隙進(jìn)行全面檢查，確保都在標(biāo)準(zhǔn)范圍之內(nèi)。

（5）吐絲盤偏導(dǎo)板開裂或動(dòng)不平衡造成振動(dòng)，應(yīng)定期檢查吐絲錐是否開裂，動(dòng)平衡塊是否丟失.并且每班檢查吐絲盤與導(dǎo)管的間隙?？紤]到吐絲機(jī)軸承磨損及徑向跳動(dòng)，調(diào)整控制間隙在2.5～3 mm最佳。

（6）定期對(duì)吐絲機(jī)做動(dòng)平衡檢測(cè)，保證吐絲機(jī)在運(yùn)行過程中振動(dòng)值＜5 mm/s。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，氣體彈簧的調(diào)節(jié)應(yīng)在吐絲機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中進(jìn)行，定期6～8個(gè)月更換失效的氣體彈簧，控制吐絲機(jī)端部大軸承的徑向跳動(dòng)。

（7）水壓是容易忽略的因素。在不影響吐絲機(jī)入口段水套及吐絲錐冷卻的情況下，控制冷卻水壓為0.2～0.25 MPa。水壓過大會(huì)對(duì)吐絲錐運(yùn)轉(zhuǎn)造成阻力，從而影響吐絲機(jī)的運(yùn)行。實(shí)踐證明，水套的硬度改為58～62 HRC會(huì)極大延長(zhǎng)水套的使用壽命。

（8）吐絲管的安裝對(duì)吐絲管的使用壽命及吐絲機(jī)的運(yùn)行至關(guān)重要，必須嚴(yán)格規(guī)范吐絲管的安裝步驟。吐絲管定位安裝要做到三點(diǎn)定位、對(duì)稱安裝、對(duì)稱固定、對(duì)稱設(shè)扭。管夾與表面吻合良好、接觸面積最大化。吐絲管對(duì)中良好、安裝到位。吐絲管定位夾M16螺栓設(shè)定扭力矩150N·m，吐絲盤定位螺栓M24為500N·m。

吐絲管固定可靠，不得有任何橫向和縱向的松動(dòng)。當(dāng)個(gè)別有輕微松動(dòng)時(shí)，必須對(duì)吐絲管固定狀況確認(rèn)。吐絲管夾不得有任何損傷，否則立即更換，緊固管夾時(shí)不能使土絲管變形。應(yīng)確保水霧冷卻噴嘴的45°方向正確、水霧效果正常。吐絲機(jī)管夾每工作一天用扭矩扳手校正一次。加強(qiáng)工藝和設(shè)備的合作、溝通，制定合理的各個(gè)規(guī)格吐絲機(jī)、夾送輥的工藝配置，確定正確工藝軋制的參數(shù)。

四、效果驗(yàn)證

通過對(duì)吐絲機(jī)系統(tǒng)存在的缺陷及操作維護(hù)方法的改進(jìn)及創(chuàng)新，吐絲機(jī)運(yùn)行的穩(wěn)定性得到大幅度提高。

吐絲機(jī)振動(dòng)值＜7 mm/s，始終控制在0.5～2 mm/s。吐絲管的軋制噸位由原來的5000 t升至10 000 t，每月使用量不超過5根，備件消耗大幅度減少。設(shè)備開動(dòng)率＞99.5%，最大限度地發(fā)揮了設(shè)備潛能。對(duì)工藝圈形的影響降到最低，有效解決了因設(shè)備帶來的大小圈、斷絲等問題。

五、結(jié)束語

通過以上對(duì)設(shè)備系統(tǒng)的改進(jìn)和維護(hù)方法的創(chuàng)新，方大特鋼高線吐絲機(jī)自2008年運(yùn)行投產(chǎn)以來，運(yùn)行平穩(wěn)，未出現(xiàn)過由于吐絲機(jī)的設(shè)備問題而影響生產(chǎn)的情況，吐絲機(jī)的使用壽命周期大大超過摩根要求的檢修周期，備件成本得到有效控制，設(shè)備精度達(dá)到工藝要求。