精密軋輥磨床故障振動(dòng)分析及消除

任亞林（安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司,河南　安陽　455000）

精密軋輥磨床故障振動(dòng)分析及消除

任亞林
（安陽鋼鐵集團(tuán)有限責(zé)任公司,河南安陽455000）

精密軋輥對(duì)于鋼企的冷軋廠來說有著重要地位，與此同時(shí)精密軋輥磨床中的一些潛在故障也就成了當(dāng)下首要考慮的問題。本文就當(dāng)前精密軋輥磨床中會(huì)出現(xiàn)的振動(dòng)故障進(jìn)行分析，通過各種方法排除不確定因素，找出產(chǎn)生振動(dòng)故障的真正原因，進(jìn)而給出一些有效的建議，使得振動(dòng)故障可以及時(shí)得到解決。

精密軋輥磨床;振動(dòng)故障;分析與消除

許多質(zhì)量較高的帶生產(chǎn)與冷軋板都是在軋輥表面磨削的基礎(chǔ)上完成的，而精密軋輥摩擦技術(shù)又進(jìn)一步保證了軋輥表面的質(zhì)量。但是目前精密軋輥磨床在許多方面還存在缺陷，所以找到解決缺陷的辦法才是最為重要的任務(wù)，及時(shí)對(duì)精密軋輥磨床出現(xiàn)的一些故障進(jìn)行防止與完善。

1　精密軋輥磨床存在問題的原因分析

造成精密軋輥磨床的振動(dòng)故障的原因有很多，具體表現(xiàn)如下：

1.1導(dǎo)致振動(dòng)的原因

1.1.1導(dǎo)致砂輪顫振的原因

砂輪是依靠砂輪的軸承支撐起來的，再通過皮帶輪、砂輪的主軸和砂輪的電機(jī)三者之間的互相連接，三者之中任何一方振動(dòng)都會(huì)引起砂輪振動(dòng)。而引起砂輪震顫的原因：首先，會(huì)因?yàn)樯拜喌牟黄胶猱a(chǎn)生離心力，從而帶動(dòng)砂輪振動(dòng)。其次，砂輪電機(jī)進(jìn)行皮帶的傳送時(shí)，傳送的皮帶長短的差異會(huì)導(dǎo)致皮帶之間拍打的狀況，從而使砂輪產(chǎn)生震顫，雖然因?yàn)槠拇蚨a(chǎn)生的震顫影響較小，但是卻不可以忽略。最后，砂輪還會(huì)因?yàn)殡姍C(jī)驅(qū)動(dòng)電流回流時(shí)而導(dǎo)致顫振，因?yàn)殡姍C(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的回路諧波電流會(huì)帶動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩產(chǎn)生波動(dòng)，進(jìn)而形成諧波強(qiáng)迫的振動(dòng)源。

1.1.2砂輪幅值變動(dòng)原因

軋輥的消磨經(jīng)常會(huì)因?yàn)闄C(jī)械結(jié)構(gòu)間的系統(tǒng)阻尼跟約束而受到影響，且強(qiáng)迫振動(dòng)的幅度也不會(huì)一直保持，往往會(huì)因?yàn)檎駝?dòng)的幅值而發(fā)生變化，從而使工件的表明振紋深度受到影響。導(dǎo)致砂輪幅值發(fā)生變化的因素有：首先，三輪軸承之間的間隙大小會(huì)影響到砂輪幅值發(fā)生變化，間隙越小，軸承抗振性就越高。其次，導(dǎo)軌接觸口的剛度跟導(dǎo)軌幾何、接觸精度與導(dǎo)軌材料都有密切的聯(lián)系。最后，傳動(dòng)系統(tǒng)存在一些傳動(dòng)間隙或是鋼度較低，都會(huì)使砂輪架在水平的抗振性受到或多或少的影響，致使砂輪振動(dòng)幅值加大。

1.1.3軋輥的跳動(dòng)

在進(jìn)行軋輥加工時(shí)，經(jīng)常會(huì)因?yàn)檐堓佔(zhàn)陨戆惭b的問題或是外界的干擾，都會(huì)使軋輥在運(yùn)轉(zhuǎn)上達(dá)不到平衡，在軋輥進(jìn)行磨削時(shí)，造成軋輥產(chǎn)生跳動(dòng)的因素有很多，其中主要的是以下兩個(gè)：首先，支撐架跟軋輥軸頸之間的潤滑度不夠。因?yàn)橹渭芨堓佪S頸之間的潤滑度較差，在軋輥軸頸覆蓋的表面油不是很均勻，中心架和軋輥軸頸直接接觸的地方就會(huì)產(chǎn)生局部性的摩擦，使得軋輥的運(yùn)行不順暢，從而造成振動(dòng)。其次，軸頸的表面質(zhì)量較差。在再加工、軋制、安裝工作軸的時(shí)候，會(huì)使工作軸的軸頸受到各種程度的傷害，例如磨損與劃痕等。以上的缺陷都會(huì)在軋輥進(jìn)行第二次磨削時(shí)，影響到軋輥加工的質(zhì)量。

1.2磨削工藝上的參數(shù)分析

軋輥磨床主要包含軋輥轉(zhuǎn)速、縱向進(jìn)給、砂輪轉(zhuǎn)速、橫向進(jìn)給四個(gè)磨削工藝的參數(shù)。參數(shù)的差異經(jīng)常會(huì)導(dǎo)致磨削力發(fā)生相應(yīng)的變化，砂輪架與床身也就會(huì)因?yàn)樯拜喐堓佫D(zhuǎn)速的不同而在振動(dòng)上有所差別。一般當(dāng)整體剛度不變的情況下，如果磨削力變大，就會(huì)使床身和砂輪不穩(wěn)定性加重，此外，工件表面也會(huì)因?yàn)樯拜喌念潉?dòng)使振幅值產(chǎn)生相應(yīng)的變動(dòng)。下面便是各個(gè)工藝參數(shù)導(dǎo)致磨削質(zhì)量受到影響的分析：

1.2.1工件的轉(zhuǎn)速

對(duì)于磨削效率來說，只要提高砂輪的轉(zhuǎn)速就可以使磨削效率也得到提高，如果磨削力減小，工件表面因?yàn)槟チ＠绺纬傻囊恍┞∑鸶叨染蜁?huì)相對(duì)有的變小，當(dāng)其他的工況一定的條件下，提高砂輪的轉(zhuǎn)速，磨削之后砂輪表面精度也就會(huì)得到提高，由于提高砂輪的轉(zhuǎn)速，砂輪達(dá)不到平衡時(shí)的離心力就會(huì)變大，導(dǎo)致砂輪振動(dòng)的現(xiàn)象加強(qiáng)，從而降低軋輥加工的精度。

1.2.2工件的速度

工件的速度越低對(duì)于磨削力來說就有降低的作用，表面質(zhì)量得到提高，支撐抬的堅(jiān)固性也會(huì)得到加強(qiáng)，與此同時(shí)卻會(huì)使磨削效率降低，導(dǎo)致每一個(gè)工件磨削的時(shí)間加長。

1.2.3磨削的寬度和深度

單次的磨削深度只要越深，軋輥表明被磨削之后的精度就會(huì)越好，與此同時(shí)只要磨削力比較大，機(jī)床表現(xiàn)出來的振動(dòng)幅度也會(huì)相應(yīng)增大。磨削的寬度較寬，也會(huì)使磨削力加大，致使機(jī)床振動(dòng)的效果更明顯。

2　振動(dòng)的測(cè)試驗(yàn)證

2.1軋輥磨床在測(cè)點(diǎn)上的布置

振動(dòng)的測(cè)點(diǎn)選在軋輥兩側(cè)徑向、水平與垂直的方向，A1到A6分別作為測(cè)點(diǎn)，砂輪架軸向、水平與垂直三個(gè)不同的方向，A7到A9作為測(cè)點(diǎn)，總共有十一個(gè)測(cè)點(diǎn)，傳感器都是使用磁吸座的方式來固定測(cè)點(diǎn)的位置。

2.2振動(dòng)的測(cè)試設(shè)備

通過MEAS8031-01傳感器進(jìn)行加速跟CN61M/TD-10A傳感器來移位，加之為了故障信號(hào)專門開發(fā)出來的CDMS2002分析系統(tǒng)。進(jìn)行測(cè)試的時(shí)候，要將測(cè)試儀放在磨床的旁邊，再進(jìn)行磨床測(cè)點(diǎn)固定位置的標(biāo)記，使得測(cè)試中任何一個(gè)階段的測(cè)點(diǎn)在安裝位置上始終不會(huì)改變。

3　精密軋輥磨床振動(dòng)故障的消除措施

（1）檢查砂輪的電機(jī)，用新的軸承換下舊的軸承，使磨床恢復(fù)原本的性能。此外，還要再一次對(duì)砂輪主軸軸承間隙進(jìn)行調(diào)整，因?yàn)檩S承剛度會(huì)受到軸承間隙的影響，只要間隙調(diào)小，才會(huì)使軸承抗振性得到提高;

（2）每一次對(duì)砂輪進(jìn)行更換時(shí)，要對(duì)砂輪進(jìn)行多次平衡，在新砂輪安裝的時(shí)候，重新再平衡一次，才能在主軸上進(jìn)行安裝，砂輪在冷卻液體進(jìn)行吸收之后還要拆下來再一次平衡；

（3）可以把砂輪電機(jī)轉(zhuǎn)子拆下來，把皮帶與轉(zhuǎn)子一起實(shí)施動(dòng)態(tài)平衡，只是在選擇皮帶時(shí)要是皮帶長短達(dá)到一致，這樣安裝才會(huì)適當(dāng)輕松。

總而言之，精密軋輥磨床的振動(dòng)故障在日常生活中較為常見，所以在使用精密軋輥磨床的時(shí)候，要盡可能對(duì)可能存在的故障原因進(jìn)行分析，采取最有效的解決措施，使精密軋輥磨床的振動(dòng)故障得到及時(shí)的抑制，進(jìn)而讓鋼企的冷軋廠可以更好地使用精密軋輥磨床的技術(shù)。

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