國產(chǎn)高速線材軋輥箱常見故障分析及預防措施

王小軍

摘要：本文闡述了國產(chǎn)高速線材軋輥箱常見故障，并進行原因分析，提出系統(tǒng)性的預防措施，為軋輥箱設備維護及維修提供技術保障。

Abstract： This article describes the common failures of domestic high-speed wire rod roll boxes， analyzes the causes， and proposes systematic preventive measures to provide technical support for the maintenance and repair of roll box equipment.

關鍵詞：軋輥箱;故障;分析;措施

Key words： roll box;failure;analysis;measure

中圖分類號：TH69? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-957X（2021）01-0108-02

0? 引言

河南濟源鋼鐵（集團）有限公司現(xiàn)有國產(chǎn)高速線材生產(chǎn)線2條，均由北京鋼鐵設計研究總院轉(zhuǎn)化設計，哈爾濱哈飛工業(yè)有限責任公司制造，設計最高成品軋制速度90m/s，運行速度85m/s，產(chǎn)品規(guī)格為￠5.5mm-Φ14mm，目前單線年產(chǎn)量達65.6萬噸/年。核心設備為摩根五代頂交45°無扭重型精軋機組，均由軋輥箱和傳動箱（錐箱）組成，在線共有精軋軋輥箱20臺，預精軋軋輥箱8臺。一旦軋輥箱出現(xiàn)故障，將直接導致整條生產(chǎn)線停軋，導致生產(chǎn)成本消耗增加。

因此分析和研究軋輥箱的常見故障，提高維護維修技能，降低生產(chǎn)成本消耗至關重要。

1? 軋輥箱結構組成

軋輥箱主要有軋輥軸、偏心套、油膜軸承、箱體、面板等零部件組成，結構簡圖見圖1[1]。由偏心套內(nèi)的油膜軸承支撐軋輥軸與傳動箱（錐箱）內(nèi)的齒輪進行嚙合、高速旋轉(zhuǎn)，通過軋輥軸上的輥環(huán)承載軋制負荷，完成連續(xù)軋制。

2? 軋輥箱的常見故障及原因分析

國產(chǎn)高速線材軋輥箱常見故障有以下幾種：軋輥箱密封系統(tǒng)失效導致進水或漏油，輥環(huán)錐套轉(zhuǎn)軸或者拔不掉，油膜軸承燒損、偏磨損、劃傷等，軋輥軸軸向間隙超標導致軋制線偏差等。

2.1 軋輥箱密封系統(tǒng)失效導致進水或漏油

2.1.1 密封機理

軋輥箱密封系統(tǒng)由動密封系統(tǒng)和靜密封系統(tǒng)組成，結構簡圖見圖2[2]。動密封系統(tǒng)由軋輥軸、雙唇密封、內(nèi)外滑環(huán)、偏心套等零部件相互關聯(lián)形成;靜密封系統(tǒng)由面板、箱體、O型密封圈 等零部件相互關聯(lián)形成。工作時因工藝需求，密封系統(tǒng)承受0.4～0.6MPa夾雜有氧化鐵粉的濁環(huán)循環(huán)冷卻水沖擊和0.3～0.5MPa潤滑油的壓力。每一個密封系統(tǒng)組成部分中，零部件之間的壓縮量是否有效是決定密封效果的關鍵，其裝配和維護均需要嚴格遵守標準規(guī)范，逐一確認每一個密封環(huán)節(jié)有效性是關鍵所在。

2.1.2 產(chǎn)生進水或漏油故障的主要原因

2.1.2.1 動密封系統(tǒng)失效的主要原因是相對旋轉(zhuǎn)的密封件（雙唇密封）壓縮量不足或過多

主要表現(xiàn)形式為：①雙唇密封定位距尺寸偏差較大，如密封板傾斜、測量誤差較大等。②固定雙唇密封的鋼圈較松，無法壓緊及固定雙唇密封，在運轉(zhuǎn)時導致保持架和雙唇密封相對轉(zhuǎn)動。③裝配后雙唇密封唇邊不平整，唇邊圓周方向偏差較大。④堆鋼采用氣割處理時，操作不當導致火焰方向通過外滑環(huán)縫隙將雙唇密封烤壞，或者將滑環(huán)局部損壞。⑤雙唇密封備件不統(tǒng)一，尺寸、材料一致性偏差較大。雙唇密封庫存存放時間較長，出現(xiàn)老化。⑥裝配過程確認不到位，未加壓或者加壓不到位，中間套傾斜，保護帽螺栓未緊固，外滑環(huán)密封圈漏裝，甩機架的外滑環(huán)漏裝等。⑦零部件臺肩處加工清根不到位，安裝時出現(xiàn)局部騰空，如精軋偏心套臺肩。⑧內(nèi)外滑環(huán)接觸平面不平整、銹蝕、有高點，導致內(nèi)外滑環(huán)安裝時不能貼合。⑨甩機架時保護帽安裝傾斜，導致外滑環(huán)未被壓緊或者壓偏。⑩內(nèi)外滑環(huán)相對轉(zhuǎn)動，未及時進行處理，導致定位距失效。

2.1.2.2 靜密封系統(tǒng)失效的主要原因是壓縮量不足、密封不連貫存在斷點

主要表現(xiàn)形式為：①O型密封圈槽加工過深，O型密封圈直徑過細或者彈性較差致使裝配后壓縮量不足。②輥箱、八字板、聯(lián)軸器保護罩等結合面涂膠存在斷點，密封不連續(xù)。③八字板受高壓濁環(huán)水沖刷嚴重，和外滑環(huán)之間間隙過大。④裝配過程確認不到位，導致外滑環(huán)、保持架等密封圈切斷等。⑤保持架固定螺栓組合墊片漏裝或者其密封材料失效。⑥導衛(wèi)底座安裝時螺栓過長，將面板沉頭螺紋孔頂透。⑦聯(lián)軸器保護罩安裝不到位導致結合面存在縫隙。⑧輥縫調(diào)整機構密封失效導致進水。⑨錐箱工藝孔未進行有效封堵，通透。

2.2 輥環(huán)錐套轉(zhuǎn)軸或者拔不掉

輥環(huán)錐套按照工藝要求進行成對配裝，通過錐套和軋輥軸之間的合理錐度，依靠裝輥加壓工具施加軸向壓力完成加壓過程，錐套膨脹產(chǎn)生足夠摩擦力，滿足輥環(huán)連續(xù)軋制需要的軋制力距。導致輥環(huán)錐套轉(zhuǎn)軸或者拔不掉的主要原因為：①裝輥加壓工具的快速接頭和加壓小車的快速接頭不匹配、未安裝到位、彈簧彈力不一致，接頭油路通道未打開或者未完全打開，導致加壓壓力失真。②裝輥加壓工具高壓活塞行程不足，端部磨損未及時發(fā)現(xiàn)。③錐套或者軋輥軸錐度部位銹蝕嚴重，錐度不吻合，錐度接觸面積較小，錐度部位磕碰產(chǎn)生高點未及時修復。④輥環(huán)墊片偏離中心未居中，錐套與墊片干涉，裝輥加壓時錐套行程不到位，膨脹量不足。

2.3 油膜軸承燒損、剝落、劃傷等

油膜軸承的工作機理為基于粘滯液體動壓效應，潤滑油由非承載面油孔進油，隨旋轉(zhuǎn)的輥軸帶入間隙較小的承載面，在軸面與油膜軸承面之間形成一壓力，潤滑油不斷供應，軸連續(xù)旋轉(zhuǎn)，保證了油膜的連續(xù)性，實現(xiàn)了油膜軸承的承載能力。[3]產(chǎn)生油膜軸承燒損、偏磨損、劃傷等故障的主要原因為：①油膜軸承裝配過程中壓入時用力過快產(chǎn)生劃傷、位置極限時用力較大邊緣受損未修復，軸承剖分線未對正偏差較大，承載側(cè)與非承載側(cè)裝反，偏心套加熱時保溫時間不足膨脹不均勻，偏心套內(nèi)孔尺寸超差未進行檢驗，運轉(zhuǎn)時可能導致燒損、劃傷。②偏心套傳動側(cè)和非傳動側(cè)內(nèi)孔同軸度偏差較大，油膜軸承裝入后間隙較小，頻臨極限值，運轉(zhuǎn)時導致偏磨損或者燒損。③偏心套、工裝、吊裝工具、面板、軋輥軸等與油膜軸承相關聯(lián)的零部件裝配前清潔和裝配過程保護不到位，導致污染顆粒進入，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生劃傷。④軋輥箱裝配或在線更換時，油路防護未及時去除，運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生燒損。⑤軋輥箱更換后機旁油路閥門未及時開啟，聯(lián)鎖保護失效產(chǎn)生燒損。⑥潤滑系統(tǒng)壓力不穩(wěn)定或者壓力偏低，聯(lián)鎖保護不可靠產(chǎn)生磨損或者燒損。⑦潤滑系統(tǒng)運行參數(shù)不合理，油液精度較差，潤滑油進水，未及時發(fā)現(xiàn)或者處理措施不到位繼續(xù)運行導致燒損。⑧潤滑系統(tǒng)聯(lián)鎖設置不合理，聯(lián)鎖保護失效，導致燒損。⑨備件驗收確認不到位，導致不合格備件上線運行出現(xiàn)油膜軸承燒損、剝落、劃傷等。如高點、色澤不均、表面損傷等現(xiàn)象的油膜軸承，軸徑劃傷、銹蝕、尺寸超差、油膜軸承位錐面接觸較少等現(xiàn)象的軋輥軸。

2.4 軋輥軸軸向間隙超標導致軋制線偏差

影響軋輥軸軸向間隙的主要零部件為月牙板、角接觸球軸承、阻尼墊片等。其備件尺寸精度、性能、裝配精度、員工操作技能等直接影響軋輥軸軸向間隙，主要原因為：①月牙板厚度尺寸較大，未進行磨削而采用手工挫削，存在局部高點，在頻繁運行過程中高點被磨平，間隙變大。 ②裝配調(diào)整時月牙板墊片不平整，存在局部折疊或者墊片間有顆粒雜物。裝配時月牙板、軸承壓蓋螺栓鎖緊措施不到位，運行過程中松動或折斷。③角接觸球軸承原始游隙較大。裝配時軸向未安裝到位。軸向壓蓋或者螺栓孔有高點。軸承剝落或者損壞。④阻尼墊片運行時膠被擠出。⑤裝配時月牙板間隙、角接觸球軸承間隙超標確認不到位仍上線運行。⑥導衛(wèi)安裝偏差較大、運行時輥環(huán)炸碎，軋輥軸軸向受力較大，阻尼墊片損壞未及時發(fā)現(xiàn)或者處理。

3? 軋輥箱常見故障的預防措施

3.1 制定標準、執(zhí)行標準、優(yōu)化完善標準、建立標準化作業(yè)流程

針對備件驗收環(huán)節(jié)、裝配環(huán)節(jié)、拆除安裝更換環(huán)節(jié)、堆鋼事故處理環(huán)節(jié)、更換輥環(huán)環(huán)節(jié)、錐套輥環(huán)預裝配對環(huán)節(jié)等關鍵核心環(huán)節(jié)流程，制定、執(zhí)行、優(yōu)化完善作業(yè)標準，建立標準化作業(yè)流程，使作業(yè)人員在全流程作業(yè)環(huán)節(jié)過程有據(jù)可依，同時完善確認機制并有效落實。為作業(yè)前充分準備、作業(yè)中準確到位、作業(yè)后閉環(huán)確認等奠定基礎，減少軋輥箱因技術環(huán)節(jié)、操作環(huán)節(jié)等不到位產(chǎn)生的故障。

3.2 建立靈活有效的培訓機制，提高員工作業(yè)技能

培訓需要結合員工的理論基礎，采取不同層級的“每日一題”、“每人每周一知識點”、“日學習月考核”、“事故串講”、“事故匯總演練”、“手指口述模擬練”、“模擬教師”等靈活多樣的培訓模式，因人施教，技能和績效掛鉤，提高員工學習比拼氛圍，為減少軋輥箱故障發(fā)生奠定員工技能基礎保障。

4? 結束語

通過對國產(chǎn)高速線材軋輥箱常見故障的分析，總結出系統(tǒng)性的預防措施，為軋輥箱管理及技術人員提供了參考依據(jù)。截止目前，國產(chǎn)高速線材軋輥箱的非計劃事故時間年度累計為零，高速區(qū)潤滑系統(tǒng)油液含水量穩(wěn)定在0.1%左右，高速區(qū)設備完好率長期穩(wěn)定在100%，噸鋼消耗4.9元/噸。為生產(chǎn)線軋制的正產(chǎn)運行奠定了基礎保障。

參考文獻：

[1]張景泉，杜瑞芹.高速線材軋輥箱裝配維護要點及常見故障判斷方法[J].設備管理與維修，2017（07）：47-48.

[2]肖國偉.高線精軋輥箱故障分析及控制措施[J].天津冶金，2014（06）：52-55.

[3]陶沅凱，吳峰.高速線材油膜軸承燒損原因探討[J].黑龍江科技信息，2016（31）：60.