楔橫軋工藝調(diào)試悶車的分析與解決

文/朱舸，梁士玉，高波·中國(guó)重汽集團(tuán)公司濟(jì)南鑄鍛中心

楔橫軋工藝調(diào)試悶車的分析與解決

文/朱舸，梁士玉，高波·中國(guó)重汽集團(tuán)公司濟(jì)南鑄鍛中心

本文所述的楔橫軋機(jī)組（見(jiàn)圖1）是由陜壓廠制造的HD1200楔橫軋機(jī)與深圳恒拓公司生產(chǎn)的2000kW/2000Hz中頻電爐組成，設(shè)計(jì)生產(chǎn)節(jié)拍為32s。其中HD1200楔橫軋機(jī)采用PLC自動(dòng)控制，人機(jī)界面跟蹤，變頻調(diào)速。該機(jī)組主要生產(chǎn)產(chǎn)品為變速箱軸。

工藝調(diào)試過(guò)程中分析

該機(jī)組完成安裝調(diào)試后，由設(shè)備供應(yīng)方進(jìn)行了10擋、16擋軸的工藝調(diào)試，結(jié)果符合產(chǎn)品要求。之后對(duì)供方提供的模具進(jìn)行了復(fù)制，獨(dú)立進(jìn)行了工藝調(diào)試。在初期頻繁出現(xiàn)主機(jī)悶車故障，變頻器故障提示為恒速過(guò)流（代碼：OC3），即可以理解為軋制鍛件需要的功率超出了軋機(jī)功率，且悶車位置基本均在第五模板相似位置。經(jīng)過(guò)分析，造成軋機(jī)悶車的可能原因及采取的措施如下。

坯料溫度

工藝要求溫度為（1100±30）℃，倘若溫度過(guò)低，則會(huì)造成變形力陡增，造成設(shè)備悶車。

圖1楔橫軋機(jī)組

觀察電爐出料溫度情況，前兩件存在首尾溫差明顯情況，調(diào)試時(shí)決定將前三件甩料處理，從第4件開(kāi)始軋制以確保料溫符合要求。

模具

由于是首次軋制復(fù)制模具的16擋軸，工裝模具可能存在一定欠缺或加工誤差，模板之間存在明顯的臺(tái)階情況，造成局部力量增大。

現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了修磨，由于主要是在第5塊模板中間位置發(fā)生悶車，所以重點(diǎn)對(duì)第4、5模板進(jìn)行修磨。

軋機(jī)電控

由于變頻器始終指示：OC3恒速過(guò)流（F724，電流649），有可能是變頻器參數(shù)設(shè)置不當(dāng)。

現(xiàn)場(chǎng)對(duì)變頻器參數(shù)進(jìn)行了更改，過(guò)流系數(shù)更改為1.8倍；變頻器過(guò)載增益100更改為1000。軋機(jī)減速位置由原來(lái)的2945更改為3200，減速時(shí)間由5s更改為3.5s。

軋機(jī)主機(jī)

主機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)出現(xiàn)故障或潤(rùn)滑缺油等原因會(huì)造成有效功率不足而悶車。

經(jīng)檢查主機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)：電機(jī)、減速機(jī)、齒輪箱、萬(wàn)向軸正常無(wú)異響，主機(jī)壓輥軸承無(wú)異響，潤(rùn)滑正常。

采取了上述措施，未能解決問(wèn)題。

運(yùn)行過(guò)程中的分析

設(shè)備空車運(yùn)行狀態(tài)下

在設(shè)備安裝調(diào)試之后，我們對(duì)軋機(jī)進(jìn)行了電流數(shù)據(jù)的采集。通過(guò)對(duì)電流數(shù)據(jù)采集的情況來(lái)看，軋機(jī)空機(jī)啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)，電流在100～200A之間，而到達(dá)剎車位置就陡增至260A，然后迅速衰減。

經(jīng)過(guò)實(shí)際測(cè)量，發(fā)現(xiàn)軋機(jī)電機(jī)三相電流平衡，電流數(shù)據(jù)與圖表相符，軋機(jī)在空載時(shí)電流沒(méi)有明顯的變化，因此應(yīng)排除設(shè)備本身原因。

軋制過(guò)程中

軋制過(guò)程中，電流峰值出現(xiàn)在第5塊模具軋制的時(shí)間（所需較大的軋制功率在此位置）。根據(jù)軋制發(fā)生悶車時(shí)電流數(shù)據(jù)采集情況可以看出，當(dāng)軋制到第5塊模板時(shí)，軋機(jī)電流升至694A，變頻器跳開(kāi)，軋機(jī)悶車。因此，應(yīng)當(dāng)對(duì)第5塊模板（見(jiàn)圖2，標(biāo)*處降0.5mm，標(biāo)#處降1mm）的工作情況進(jìn)行分析。

根據(jù)模具設(shè)計(jì)思路，變形之后，已完成變形部分不再與模具有效接觸。對(duì)實(shí)際模具進(jìn)行打表測(cè)量，發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有出入。選擇模具帶標(biāo)記區(qū)域進(jìn)行打表測(cè)量。該模具區(qū)域高度遞增，由0mm、0.20mm、0.40mm到0.60mm。從變形區(qū)域之后，最終增高了0.60mm，這樣造成變形之后的部位繼續(xù)存在一定的變形量，增加了軋機(jī)的功率需求。

措施

根據(jù)模具情況，將所有1～6塊模具分別進(jìn)行墊高，做到已變形區(qū)域不高于變形區(qū)域，同時(shí)調(diào)整軋輥距離。

完成以上調(diào)整后，進(jìn)行軋制，順利完成工藝，并進(jìn)行了小批量的試制，符合工藝要求。

圖2 第五塊模板

結(jié)束語(yǔ)

在楔橫軋模具的設(shè)計(jì)中存在兩種觀念：⑴變形之后的退讓。變形完成后，工件不再與模具有效接觸，稱為退讓。適用于無(wú)離合器、飛輪結(jié)構(gòu)的軋機(jī)。⑵變形之后的整形。完成變形的區(qū)域仍進(jìn)行一定的有效接觸，對(duì)完成變形的工件區(qū)域進(jìn)行整形，以期獲得較高精度的鍛件尺寸。而這樣設(shè)計(jì)的模具對(duì)設(shè)備的功率有較大的要求，適用于儲(chǔ)能方式的軋機(jī)。

雖然這兩種模具設(shè)計(jì)思路在實(shí)踐中均有廣泛的應(yīng)用，但是應(yīng)根據(jù)生產(chǎn)使用設(shè)備做適當(dāng)選擇。而本文所述的楔橫軋機(jī)屬于變頻控制，無(wú)離合器、飛輪結(jié)構(gòu)，軋機(jī)空車運(yùn)行進(jìn)線功率為66kW，額定速度軋制時(shí)為196kW，其中變頻器規(guī)格和電機(jī)的規(guī)格分別為180kW和185kW。因此，適合采取退讓設(shè)計(jì)思路制作的模具。

朱舸，工程師，主要從事鍛造設(shè)備管理維修工作，中國(guó)重汽集團(tuán)公司濟(jì)南鑄鍛中心鍛造一部現(xiàn)場(chǎng)二分部主任。