關(guān)于卷取機(jī)的卷筒常見故障分析與對(duì)策探討

劉躍偉

（河北鋼鐵集團(tuán)邯鄲鋼鐵公司冷軋廠，河北 邯鄲 056000）

卷曲機(jī)是冷軋生產(chǎn)線卷曲段的關(guān)鍵設(shè)備，其作用是將一定規(guī)格和長(zhǎng)度的帶鋼卷曲為鋼卷，以便于帶鋼收卷打捆和裝卸運(yùn)輸。冷軋卷曲生產(chǎn)時(shí)，卷取機(jī)需要對(duì)帶鋼施加非常大的彎曲力才能將帶鋼卷曲成型，而同時(shí)卷取機(jī)的各機(jī)械部件會(huì)因此承受非常大的壓力作用，特別是對(duì)于一些厚規(guī)格帶鋼產(chǎn)品更是如此。

卷筒作為帶鋼卷曲中的主要受力部分，與帶鋼表面直接接觸，承受著非常大的摩擦力和卷曲張力，因此滾筒也是卷取機(jī)當(dāng)中容易出現(xiàn)各類機(jī)械故障的部分，嚴(yán)重制約著冷軋生產(chǎn)線的快速連續(xù)運(yùn)行，對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量也有著很大的影響。本文分析了卷取機(jī)卷筒結(jié)構(gòu)和常見故障問題，并提出了相關(guān)的維修維護(hù)措施。

1 卷筒結(jié)構(gòu)及工作原理

卷筒是卷取機(jī)的核心部件，其結(jié)構(gòu)組成主要包括主軸、楔形拉桿、液壓鉗口、聯(lián)軸器、連桿、棱錐軸、旋轉(zhuǎn)接頭、漲縮油缸、軸頭支撐裝置、扇形板、軸承、傳動(dòng)齒輪等。主軸為空心柱體，其內(nèi)部的軸向與徑向內(nèi)孔連接貫通；楔形拉桿位于主軸徑向孔內(nèi)，其左側(cè)與柱塞斜面相接觸，右側(cè)與油缸活塞環(huán)連接以幫助卷筒主軸進(jìn)行徑向位移。

在帶鋼卷曲時(shí)，卷筒會(huì)在卷曲電機(jī)和各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的帶動(dòng)下不斷旋轉(zhuǎn)；同時(shí)漲縮油缸推動(dòng)芯軸中的拉桿作軸向移動(dòng)，并與滑動(dòng)楔形拉桿相配合實(shí)現(xiàn)卷筒的漲縮。當(dāng)卷筒直徑擴(kuò)大到一定程度達(dá)到預(yù)卷狀態(tài)時(shí)，鉗口液壓缸帶動(dòng)鉗口張開加緊帶鋼，卷筒便會(huì)在助卷輥的幫助下進(jìn)行帶鋼卷曲作業(yè)。

2 卷筒常見故障分析與對(duì)策探討

（1）潤(rùn)滑不良，卷筒漲縮失效。卷筒漲縮時(shí)，扇形板擴(kuò)徑以使帶鋼與卷筒緊密接合達(dá)到預(yù)緊狀態(tài)以便于卷曲。隨著帶鋼層數(shù)的不斷增加，卷筒表面承受的徑向壓力也隨之增大，當(dāng)卷筒卷曲帶鋼達(dá)到一定層數(shù)時(shí)。卷筒會(huì)在帶鋼箍緊力的作用下“縮徑”。

如果此時(shí)拉桿等部位潤(rùn)滑不良，活動(dòng)不暢的話則會(huì)導(dǎo)致扇形板不能下滑收縮，繼而使卷筒正常漲縮受到影響，使卷筒承受極大的徑向和切向應(yīng)力。卷筒原有的潤(rùn)滑方式為手動(dòng)甘油潤(rùn)滑，潤(rùn)滑介質(zhì)為二硫化鉬，需要人員定期用干油槍分別向各注油點(diǎn)逐點(diǎn)打入供油。潤(rùn)滑的不便和人工操作的方式為設(shè)備潤(rùn)滑帶來了很多的不確定性，往往導(dǎo)致扇形板斜面得不到良好的潤(rùn)滑。

對(duì)此我們對(duì)卷筒的潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，一般的經(jīng)驗(yàn)是從扇形板端面進(jìn)行深長(zhǎng)孔改造，將扇形板上各單獨(dú)的注油孔串聯(lián)起來形成統(tǒng)一的注油孔和潤(rùn)滑線路，改善潤(rùn)滑效果；針對(duì)卷筒潤(rùn)滑頻繁，潤(rùn)滑要求高的問題，為避免人工注油不及時(shí)，注油量不足，可設(shè)置自潤(rùn)滑柱或是自動(dòng)潤(rùn)滑泵，將原有的人工注油方式改為自動(dòng)注油。

（2）鉗口窗受交變力沖擊產(chǎn)生裂紋。在卷筒漲縮的過程中，在拉桿、棱錐軸和鉗口機(jī)構(gòu)聯(lián)動(dòng)作用影響下，鉗口拉條在扇形板窗上的移動(dòng)會(huì)對(duì)鉗口窗左端面造成壓應(yīng)力，并且該壓應(yīng)力始終存在于帶鋼卷曲過程中。在長(zhǎng)時(shí)間不斷的交變壓力沖擊下，鉗口窗、扇形板等部位配合面之間的磨損量逐漸增加，配合間隙不斷增大，甚至產(chǎn)生裂紋；隨著磨損量的增加和配合間隙的增大，扇形板的強(qiáng)度也會(huì)明顯下降，因此縮短了卷筒壽命。

對(duì)彎曲嚴(yán)重的扇形板可先進(jìn)行壓力矯直，將彎曲變形控制在0.4mm內(nèi)后再行加工修復(fù)。鉗口扇形板可能會(huì)發(fā)生多個(gè)方向的扭曲變形，難以通過矯直處理。扇形板鉗口窗部位在每次修復(fù)之前必須檢測(cè)細(xì)紋、龜裂的出現(xiàn)和發(fā)展，做磁粉探傷；同時(shí)可在鉗口窗左端面用銅襯加固，同時(shí)適當(dāng)減薄鉗口拉條對(duì)應(yīng)的長(zhǎng)度尺寸，使鉗口拉條的導(dǎo)向性能得到增強(qiáng)，及時(shí)補(bǔ)償壓潰間隙。此外，還可對(duì)扇形板制作材料進(jìn)行改進(jìn)，采用具有較高疲勞極限和良好抗沖擊性能的42CrMo超高強(qiáng)度鋼制作扇形板。如此則可有效改善扇形板的力學(xué)性能，降低其磨損，延長(zhǎng)使用壽命。

（3）棱錐軸斜面T形勾頭磨損。棱錐軸結(jié)構(gòu)復(fù)雜，對(duì)各部分尺寸精度要求非常高，直接影響到卷筒裝配性能和使用壽命。在扇形板徑向運(yùn)動(dòng)時(shí)，棱錐軸斜面T形勾頭與扇形板斜面T形槽部位之間反復(fù)接觸摩擦，T形斜面會(huì)承受帶鋼卷曲帶來的彎矩和扭矩壓力，久而久之則會(huì)造成棱錐軸斜面T形勾頭的嚴(yán)重磨損，使配合副間隙增大。

棱錐軸斜面T形勾頭磨損時(shí)，卷筒高速旋轉(zhuǎn)的離心力會(huì)使離心力倒向一側(cè)，不僅使卷筒空轉(zhuǎn)時(shí)的噪音增大，而且影響帶鋼卷形，嚴(yán)重時(shí)造成帶鋼波紋邊干涉而停機(jī)。

過去通常都是采用補(bǔ)焊的辦法對(duì)棱錐軸斜面T形勾頭和扇形板T形槽的磨損進(jìn)行修復(fù)，這樣的修復(fù)方式不僅費(fèi)時(shí)耗力，而且反復(fù)大量的補(bǔ)焊也會(huì)對(duì)部件材質(zhì)性能和結(jié)構(gòu)形狀帶來影響。修復(fù)時(shí)可根據(jù)需修復(fù)部位的母體材質(zhì)和磨損量對(duì)T形勾頭進(jìn)行補(bǔ)焊；而扇形板T形槽的磨損修復(fù)則可采用銅襯修補(bǔ)法，先對(duì)溝槽按照最大磨損尺寸進(jìn)行擴(kuò)口加工，然后采用增厚銅襯補(bǔ)償其間隙。銅襯宜采用具有高強(qiáng)度和良好耐磨、耐腐蝕性的含鐵鎳元素的鋁青銅合金，以提高斜面的耐磨性能。

這樣就避免了采用補(bǔ)焊方式修復(fù)溝槽磨損帶來的不利影響，修復(fù)時(shí)只要嚴(yán)格控制配合間隙和斜面精度要求，同樣可以保證卷筒良好的使用性能。

3 結(jié)語

通過對(duì)卷取機(jī)卷筒常見故障的分析，其故障多與各部件磨損有關(guān)。因此，改善卷筒活動(dòng)和接觸部位的潤(rùn)滑效果，選用更具強(qiáng)度和耐磨性能的摩擦面材質(zhì)是減少卷筒故障，提高其使用壽命的關(guān)鍵。