軋鋼機(jī)械設(shè)備故障診斷與安全運轉(zhuǎn)的關(guān)系

摘要：在生產(chǎn)制造過程當(dāng)中，軋鋼機(jī)械設(shè)備的用途較廣，而軋鋼機(jī)械設(shè)備通常是用于軋制各種類型的鋼材，以供工程建造或者工業(yè)的使用，但因為國內(nèi)對軋鋼機(jī)械設(shè)備的鑄造工藝及后期的維護(hù)和運行技術(shù)欠缺，軋鋼機(jī)械設(shè)備仍然存在很多故障。文章結(jié)合軋鋼機(jī)械設(shè)備存在的故障及原因，闡述了其安全運轉(zhuǎn)的重要性及兩者之間的關(guān)系。

關(guān)鍵詞：軋鋼機(jī)械設(shè)備；故障診斷；安全運轉(zhuǎn)；生產(chǎn)制造；鑄造工藝 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

中圖分類號：TG333 文章編號：1009-2374（2016）35-0083-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2016.35.040

軋鋼機(jī)械設(shè)備的應(yīng)用較為廣泛，應(yīng)用范圍通常是大型的生產(chǎn)當(dāng)中，所以在鑄造和后期的運行維護(hù)當(dāng)中，需要按照工藝的流程嚴(yán)格操作，這樣才能保障其運行的安全。如在運行當(dāng)中出現(xiàn)故障，如何快速診斷并解決是設(shè)備安全運轉(zhuǎn)的關(guān)鍵。本文針對目前國內(nèi)的軋鋼機(jī)械設(shè)備存在的故障，提出相應(yīng)的解決措施，以供參考。

1 軋鋼機(jī)械設(shè)備當(dāng)前存在的故障及原因

1.1 轉(zhuǎn)子振動不平衡

軋鋼機(jī)械設(shè)備存在的故障問題會對設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)及企業(yè)的效益產(chǎn)生負(fù)面的影響。其中最主要的原因就是軋鋼機(jī)械設(shè)備在運轉(zhuǎn)當(dāng)中的轉(zhuǎn)子振動不平衡的問題。在軋鋼機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)制造或者安裝過程中，如果將轉(zhuǎn)子的中心安裝偏移，會產(chǎn)生不平衡的狀態(tài)或者是后期因為干油潤滑不到位，轉(zhuǎn)子在運行時磨損嚴(yán)重，也會造成偏轉(zhuǎn)不平衡。在鑄造軋鋼設(shè)備運行當(dāng)中，干油潤滑系統(tǒng)設(shè)計不到位，無法幫助機(jī)械各零部件進(jìn)行潤滑工作，讓零部件直接接觸，從而導(dǎo)致故障發(fā)生。轉(zhuǎn)子振動不平衡還會讓機(jī)械設(shè)備的地腳松動，從而引起整個軋鋼設(shè)備明顯的非線性振動，從而使各部分的零部件松動，影響正常工作。

1.2 輥道故障和潤滑不當(dāng)

在軋鋼機(jī)械設(shè)備所有的故障當(dāng)中，產(chǎn)生故障的主要原因是除鱗機(jī)（除鱗機(jī)包括上述的齒輪、電機(jī)、滾動軸，是設(shè)備直接與鋼材接觸的部分）無法正常進(jìn)行工作，所以為了避免設(shè)備出現(xiàn)更多故障現(xiàn)象，需要對原有的除鱗機(jī)進(jìn)行重新設(shè)計和改良。除鱗機(jī)產(chǎn)生故障的原因主要是鋼胚在加熱的過程中會發(fā)生氧化，從而形成厚厚的爐生氧化鐵皮，附著在母體的表面，影響成品的品質(zhì)。為保證品質(zhì)，設(shè)備通常會采用高壓水除鱗，但因為除鱗機(jī)的輥道位于鋼材加熱爐口處，是軋鋼線的關(guān)鍵部位，如果此處的輥道出現(xiàn)故障，會直接造成軋機(jī)停車。另外，長期高溫烘烤，加上高壓水直接沖蝕，工作的環(huán)境非常惡劣，輥道在使用中故障較多。特別是滿載負(fù)荷生產(chǎn)之后，由于生產(chǎn)節(jié)奏比較快，輥道軸承座內(nèi)軸承無法得到良好的潤滑，從而造成軸承損壞失效，輥道無法正常運轉(zhuǎn)，直接影響正常生產(chǎn)。一般的除鱗輥道采用的是和普通出爐輥道一樣的短實心輥，滾動防水主要依靠的是骨架油封防水，在高水壓環(huán)境下，油封效果差，潤滑油被水沖走后，輥道軸承經(jīng)常損壞，甚至出現(xiàn)軸承卡死現(xiàn)象、分配箱聯(lián)軸器齒打現(xiàn)象等。

1.3 滾動軸承及軸承箱故障

滾動軸承部分可以分為內(nèi)圈和外圈、保持架等部件。滾動軸承在運行過程中，如果各個部件的振動頻率過高或者低于標(biāo)準(zhǔn)值，都會引起滾動軸承的故障，從而導(dǎo)致整個軋鋼機(jī)械設(shè)備無法正常工作。如果在搬運和安裝的過程中不注意，沒有按照生產(chǎn)要求選擇適應(yīng)規(guī)格的軸承或者干油潤滑不當(dāng)或沒有進(jìn)行潤滑，都會造成滾動軸承的故障。此外，軸承在工作時容易燒壞，容易造成大面積的熱停工，但軋鋼機(jī)械設(shè)備的減速軸承燒壞至少需要6h的時間進(jìn)行修復(fù)，這不僅拖延了生產(chǎn)的工期，還可能造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。所以確保軋鋼機(jī)械設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)是保證企業(yè)正常運行的關(guān)鍵，但是用軋鋼機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)企業(yè)一般為冶金行業(yè)，其工作的連休性很強(qiáng)，對設(shè)備的安全性和可靠性的要求也很高。為避免因受到設(shè)備故障的影響導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)損失，確保生產(chǎn)順利，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，必須對軋鋼機(jī)械設(shè)備的生產(chǎn)過程及后期的運轉(zhuǎn)進(jìn)行嚴(yán)格把控，提升設(shè)備的運行效率。

2 避免此類故障的對應(yīng)措施

2.1 故障數(shù)據(jù)的采集

要避免設(shè)備發(fā)生故障，需要對故障的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，這樣才能提前讓技術(shù)人員對故障進(jìn)行準(zhǔn)確的診斷，提前做好防御工作。數(shù)據(jù)的采集主要包含轉(zhuǎn)子的振動頻率、電機(jī)振動、齒輪振動及滾動軸的振動等方面，除了機(jī)械的運轉(zhuǎn)數(shù)據(jù)采集外，還需要將生產(chǎn)系統(tǒng)中的潤滑部分和除鱗降溫的關(guān)鍵部分的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集和分析。從故障診斷的需要來看，采集的數(shù)據(jù)越長越好，但是由于快速博里葉變換需要的時間與采集數(shù)據(jù)的長度呈現(xiàn)指數(shù)般增加，并且極大地增加數(shù)據(jù)的存儲孔。考慮到軋鋼機(jī)械設(shè)備的工作轉(zhuǎn)速較低的情況，設(shè)定的每組原始采集數(shù)據(jù)的長度為2048點較為合適，這樣可以覆蓋上述的特征頻率成分。在進(jìn)行設(shè)備的故障數(shù)據(jù)采集時可以采用鍵相信號觸發(fā)方式，這種方式采集數(shù)據(jù)可以分為自動鍵相和手動鍵相。如果在設(shè)備中安裝了轉(zhuǎn)速的主軸承，那么就可以采用自動鍵相，這樣采集更為方便快捷，數(shù)據(jù)采集的時間為整個周期，數(shù)據(jù)長度是2048點，這樣能夠消除數(shù)據(jù)嚴(yán)重失真的旁瓣效應(yīng)，從而獲取準(zhǔn)確的軸頻。對于不能安裝轉(zhuǎn)速的軋鋼設(shè)備，就只能采用手動鍵相，然后根據(jù)設(shè)備實際轉(zhuǎn)速，設(shè)置每塊振動采集板的采樣頻率，這樣才能保證在數(shù)據(jù)長度不變的情況下利用信號分析出設(shè)備的故障頻率。

2.2 除鱗機(jī)的改造

為減少出現(xiàn)故障的幾率，本文針對某冶金生產(chǎn)企業(yè)的2800軋鋼機(jī)械設(shè)備進(jìn)行改造。通過實地的考察及對其生產(chǎn)要求的分析，最終確定改造的除鱗機(jī)接近輥道的端部輥子之間的長度約為5400mm，輥子的間距為900mm，輥子數(shù)量為7根，輥身長400mm×3500mm，輥子直徑為190mm，轉(zhuǎn)速為0～1.0m/s，傳動功率為9kW/50rpm，冷卻水66lmp。除鱗機(jī)輸入軌道是位于加熱爐御料輥道之后及主除鱗機(jī)之前。這個輥道用于將板胚從加熱爐運送到主除鱗機(jī)。輥子通過齒式聯(lián)軸節(jié)由齒輪電機(jī)予以單個驅(qū)動，當(dāng)基礎(chǔ)上安裝了預(yù)制的輥道鋼框架后，會拉緊裝置。輥子由箱體式安裝的球面滾柱軸承所制成。軸承連接于自動干油潤滑系統(tǒng)當(dāng)中，促使?jié)L柱軸承的結(jié)構(gòu)具有抗噴水的密封性。在此次改良中，輥道的兩側(cè)有焊接的圍欄板。為保證輥道在高溫爐環(huán)境下正常運行，會在輥子的輥頸部進(jìn)行冷卻，位于除鱗機(jī)集管和罩蓋下的輥道亦是如此。如圖1所示：

2.3 干油潤滑系統(tǒng)的配合使用

在軋鋼機(jī)械設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)當(dāng)中，除了輥道之外，還需要進(jìn)行干油潤滑才能降低設(shè)備出現(xiàn)故障的幾率。干油潤滑主要是在軋鋼設(shè)備處于高壓或者高溫度下工作的摩擦表面起潤滑作用?？梢杂糜跐櫥哂凶儎雍奢d、震動和機(jī)械沖擊的輥道或者軋制部分。通常在軋鋼設(shè)備中，干油潤滑可以分為分散潤滑和集中潤滑兩個方面。在本文中主要是進(jìn)行集中潤滑的闡述。在集中干油潤滑系統(tǒng)中，主要裝置包括電動干油泵、干油箱、切換閥、壓力繼電器、時間繼電器、壓力指示器、液位開關(guān)、8個分配器、控制柜及控制柜力的設(shè)備、過濾器等。將電動干油泵組裝完成后需要進(jìn)行測試，測試是否能夠正常進(jìn)行潤滑工作。恩華系統(tǒng)是采用雙線模式，其操作的壓力為100～200bar，潤滑油的可調(diào)節(jié)輸送是0～1.1（2，3）cm3。這個系統(tǒng)供油的時間間隔為5min，而持續(xù)和停止的時間都為5min，當(dāng)軋鋼設(shè)備的輥道正常使用時，系統(tǒng)會開啟到自動運行的狀態(tài)，當(dāng)設(shè)備停止工作后，系統(tǒng)也會統(tǒng)計運行。另外每隔一周的時間，電動干油泵會啟動運行8h。

3 結(jié)語

綜上所述，要保證軋鋼機(jī)械設(shè)備的安全運轉(zhuǎn)，必須從設(shè)備的主要部分入手，收集到相關(guān)的故障數(shù)據(jù)后，對相應(yīng)的部分進(jìn)行整改和維護(hù)，這樣才能大大降低故障發(fā)生的概率。

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作者簡介：李田富（1981-），男，河北唐山人，中鋼設(shè)備有限公司工程師，研究方向：交通運輸。

（責(zé)任編輯：蔣建華）