淺談冷軋鍍鋅線光整機(jī)的振動(dòng)故障探討

楊晶晶

摘 要： 光整機(jī)是冷軋廠中的一個(gè)重要設(shè)備，其在運(yùn)行過程中，很容易因?yàn)橥饨绲挠绊懸约皟?nèi)部零件的摩擦而出現(xiàn)振動(dòng)故障。振動(dòng)故障的出現(xiàn)會(huì)嚴(yán)重?fù)p壞鋼產(chǎn)品的質(zhì)量，降低冷軋廠的生產(chǎn)效率。本文先對(duì)冷軋鍍鋅線光整機(jī)的作用和實(shí)際構(gòu)成進(jìn)行簡(jiǎn)析，然后對(duì)光整機(jī)振動(dòng)故障進(jìn)行描述，對(duì)其測(cè)試過程進(jìn)行敘述，進(jìn)而在測(cè)試結(jié)果分析基礎(chǔ)上總結(jié)振動(dòng)故障的原因。

關(guān)鍵詞： 冷軋；鍍鋅線；光整機(jī)；振動(dòng)故障

隨著工業(yè)的不斷發(fā)展，冷軋廠的數(shù)量逐漸增多，鍍鋅線是冷軋廠中最為關(guān)鍵的生產(chǎn)線。而光整機(jī)則是鍍鋅線中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備，光整機(jī)的工作性能會(huì)直接影響到鋼產(chǎn)品的質(zhì)量。在實(shí)際工作過程中，光整機(jī)會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)故障的問題，嚴(yán)重的影響了冷軋廠的正常工作。因此，對(duì)冷軋鍍鋅線光整機(jī)的振動(dòng)故障進(jìn)行研究有一定現(xiàn)實(shí)意義。

一、光整機(jī)的作用與設(shè)備構(gòu)成

鍍鋅線是冷軋廠中重要的生產(chǎn)線，在鍍鋅線中，光整機(jī)起到的作用是巨大的。通過對(duì)光整機(jī)的運(yùn)用，可以將帶鋼表面壓平，讓鋅層可以充分的粘在帶鋼表面。光整機(jī)還能夠?qū)Π逍芜M(jìn)行控制，提升鋼產(chǎn)品的質(zhì)量。經(jīng)過對(duì)光整機(jī)的運(yùn)用，能夠優(yōu)化帶鋼機(jī)械設(shè)備的性能，去除屈服平臺(tái)。經(jīng)過對(duì)粗糙度的傳遞，可以讓光整之后的帶鋼更容易進(jìn)行防銹處理工作。從光整機(jī)的這些作用來看就能夠知道，光整機(jī)對(duì)于整個(gè)鍍鋅線甚至于整個(gè)冷軋廠而言都有極大的意義，光整機(jī)的工作狀態(tài)也直接影響了鋼產(chǎn)品的質(zhì)量。光整機(jī)系統(tǒng)一般是由入口張緊輥與出口張緊輥系統(tǒng)構(gòu)成，在通常情況下，四輥結(jié)構(gòu)的光整機(jī)軋制系統(tǒng)除了入口與出口的張力計(jì)輥制之外，還有上下兩個(gè)支撐輥帶傳動(dòng)控制，還有中間兩工作輥非傳動(dòng)控制。這些系統(tǒng)成為了光整機(jī)的主要構(gòu)成部分，除了這些以外，還有軋制線調(diào)整、高壓水沖洗以及光整機(jī)換輥等相關(guān)的輔助性系統(tǒng)。光整機(jī)有著不同的控制方式，其一是軋制力控制，這種方式的實(shí)施下，軋制力與張力都是關(guān)鍵的控制目標(biāo)。在實(shí)際工作中，張力與軋制力會(huì)依據(jù)事先設(shè)置的值進(jìn)行控制，這個(gè)時(shí)候光整機(jī)延伸率控制工作比較自由，可以依據(jù)帶鋼的性質(zhì)產(chǎn)生相應(yīng)的變化。其二是延伸率控制方式，在這種方式的實(shí)施下，延伸率與張力都是控制目標(biāo)。其中張力與延伸率都會(huì)依據(jù)設(shè)定的值進(jìn)行控制；其三就是張力控制方式，在實(shí)際工作過程中，依據(jù)帶鋼工藝規(guī)模，保障光整機(jī)入出口單位張力。光整機(jī)張力控制的穩(wěn)定性對(duì)軋制力以及延伸率控制穩(wěn)定性有著直接性的影響。在張力控制有波動(dòng)時(shí)，會(huì)對(duì)光整和其他參數(shù)的穩(wěn)定性形成直接影響。在嚴(yán)重的時(shí)候還會(huì)導(dǎo)致帶鋼出現(xiàn)起皺的現(xiàn)象，甚至出現(xiàn)斷帶的事故。

二、光整機(jī)振動(dòng)故障與測(cè)試

（一）光整機(jī)的振動(dòng)故障

在冷軋廠的鍍鋅線運(yùn)行和生產(chǎn)過程中，因?yàn)榫€上機(jī)械設(shè)備和外界因素的影響，一些設(shè)備總是會(huì)出現(xiàn)相應(yīng)的故障。在光整機(jī)工作過程中，有時(shí)候會(huì)出現(xiàn)振動(dòng)故障的問題。在出現(xiàn)故障的時(shí)候可以肉眼觀察到問題所在，比如輥扎整個(gè)軋制區(qū)沿著輥面有了縱向的橢圓形痕跡，這個(gè)痕跡整個(gè)軋制區(qū)與輥身周圍都有出現(xiàn)。輥面橢圓痕跡有一定的寬度，同時(shí)沿著輥身軸向間距也有一定的變化。在傳動(dòng)側(cè)的痕跡是很多個(gè)橢圓疊加在一起形成的，相鄰兩個(gè)輥身軸向間距基本在5厘米左右。這個(gè)故障嚴(yán)重的影響了帶鋼的質(zhì)量，讓帶鋼表面出現(xiàn)了明暗相交的條紋，而在沿帶鋼運(yùn)行方向也有條狀的亮帶。從這些情況上看，就能夠初步認(rèn)定為是光整機(jī)存在振動(dòng)而導(dǎo)致的，所以需要對(duì)光整機(jī)的振動(dòng)現(xiàn)象進(jìn)行測(cè)試。

（二）光整機(jī)的測(cè)試

輥面的橢圓痕跡基本上可以認(rèn)定是與振動(dòng)有一定的關(guān)系，所以需要對(duì)光整機(jī)的振動(dòng)情況進(jìn)行測(cè)試。不同的光整機(jī)有著不一樣的測(cè)試方式，不過在城市IDE時(shí)候一般是在上下支撐輥的操作邊上裝置傳感器，還需要在傳動(dòng)側(cè)的豎直方向裝置傳感器。除了在這些點(diǎn)上進(jìn)行測(cè)試之外，還需要在上支承輥軸承座和機(jī)架壓下裝置中間裝置壓力傳感器，用其來對(duì)操作和傳動(dòng)側(cè)的軋制力進(jìn)行測(cè)試。

三、冷軋鍍鋅線光整機(jī)振動(dòng)故障原因

在光整機(jī)上裝置加速度傳感器，可以讓傳感器檢測(cè)出設(shè)備的振動(dòng)頻率和相關(guān)的數(shù)據(jù)，通過對(duì)這些信息的分析，可以有效的找出設(shè)備出現(xiàn)故障的原因。

（一）測(cè)試信號(hào)分析

光整機(jī)每個(gè)測(cè)點(diǎn)的時(shí)域波形圖都有一個(gè)周期性的振動(dòng)，通過對(duì)傳感器的使用，監(jiān)測(cè)出振動(dòng)的頻率和相關(guān)的峰值，能夠發(fā)現(xiàn)具體測(cè)點(diǎn)的沖擊振動(dòng)峰值有多大。比如下支承輥水平軋制方向以及軸線等。每個(gè)測(cè)點(diǎn)的振動(dòng)峰值都有所不同，比如沖擊振動(dòng)周期若是0.9秒，則依據(jù)測(cè)量得到的轉(zhuǎn)速信號(hào)就能夠知道轉(zhuǎn)動(dòng)周期是1/2?？紤]到現(xiàn)場(chǎng)安裝的情況來看，可以推斷出這個(gè)沖擊振動(dòng)是由萬向接軸導(dǎo)致的。這其中的萬向接軸聯(lián)軸器是滑塊式的，接軸叉頭會(huì)經(jīng)過滑銅塊把扭矩傳輸給輥端。在滑塊長(zhǎng)時(shí)間磨損的情況下，其間隙會(huì)不斷增大，在這種情況之下，支承輥轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，則萬向接軸就會(huì)對(duì)光整機(jī)的下支承輥形成2次沖擊。不同位置的測(cè)點(diǎn)呈現(xiàn)出來的振動(dòng)幅值都有所不同，在振動(dòng)信號(hào)的頻譜圖中可以分析出，功率譜分析中有一定赫茲的頻率成分。這個(gè)頻率成分處于音頻三倍頻范圍中，一般將此頻率的振動(dòng)稱為三音頻顫振。依據(jù)實(shí)際案例分析，這種頻率成分振動(dòng)故障出現(xiàn)的比較少，但是卻是導(dǎo)致軋制過程中振動(dòng)的關(guān)鍵原因。在三音頻頻率成分導(dǎo)致振動(dòng)的時(shí)候，帶鋼表面出現(xiàn)的痕跡可以經(jīng)過肉眼觀察到，也可以對(duì)其進(jìn)行測(cè)試。在一般情況下，當(dāng)光整機(jī)軋制過程的速度通常是2m/s，輥身圓周向橢圓形的痕跡間距在7毫米的時(shí)候，這時(shí)橢圓痕跡出現(xiàn)的頻率就有了一定的規(guī)律。所以，振動(dòng)信號(hào)的的頻率成分和軸向間距的痕跡之間有著一定的關(guān)聯(lián)。除此之外還有對(duì)軋制力信號(hào)功率譜的分析，在前文中已經(jīng)分析過，三音頻振動(dòng)讓帶鋼表面有清晰可見的痕跡，不同的振動(dòng)頻率有會(huì)讓輥身圓周方向出現(xiàn)橢圓形的振動(dòng)痕跡。通過對(duì)這些振動(dòng)信號(hào)峰值的分析，就可以依據(jù)不同測(cè)試點(diǎn)的振動(dòng)情況來找出故障位置和具體原因。

（二）故障原因

從測(cè)試分析結(jié)構(gòu)就可以看出，光整機(jī)在每一轉(zhuǎn)動(dòng)圈中都有2次比較大的沖擊振動(dòng)，這樣就可以直接推斷出在傳動(dòng)部分中的萬向接軸傳動(dòng)存在了問題。經(jīng)過對(duì)現(xiàn)場(chǎng)的勘測(cè)和分析，明確了光整機(jī)中下支承輥的傳動(dòng)側(cè)出現(xiàn)振動(dòng)的原因，其主要是由于下支承輥扁頭和萬向接軸叉頭之間的間隙比較大。對(duì)這個(gè)問題進(jìn)行解決之后，帶鋼表面的質(zhì)量有了明顯的提升。在上文中提到的三音頻以及不常見的五音頻都屬于一種自激振動(dòng)。自激振動(dòng)出現(xiàn)的原因相當(dāng)復(fù)雜，外部對(duì)其形成的影響是很大的。要對(duì)三音頻振動(dòng)進(jìn)行分析，也需要綜合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的效果來進(jìn)行。在實(shí)際分析過程中，因?yàn)槿f向接軸叉頭在傳動(dòng)時(shí)會(huì)對(duì)光整機(jī)進(jìn)行周期性的沖擊，這樣就讓三音頻振動(dòng)會(huì)持續(xù)不斷的產(chǎn)生。針對(duì)這個(gè)問題就可以將周期性沖擊進(jìn)行消除，以此來解決振動(dòng)故障問題。

結(jié)束語：光整機(jī)是冷軋廠鍍鋅線中的一個(gè)關(guān)鍵設(shè)備。在光整機(jī)的運(yùn)行和工作過程中，因?yàn)橥饨缫蛩鼗蛘呤窃O(shè)備零件本身的摩擦原因，很容易讓光整機(jī)在工作時(shí)出現(xiàn)振動(dòng)故障，導(dǎo)致帶鋼表面有明顯的痕跡。在這種情況下就需要對(duì)光整機(jī)進(jìn)行振動(dòng)測(cè)試，分析振動(dòng)信號(hào)，總結(jié)出振動(dòng)故障的原因，在此基礎(chǔ)上實(shí)施有效的解決方式，提升光整機(jī)的運(yùn)行效率。

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