邯鋼鍍鋅線光整機的振動故障分析與解決

肖英杰 何立遠 高偉耀

摘要：光整機是鍍鋅線中一個關乎產品表面質量和內在性能的重要設備，振動故障的出現會嚴重影響帶鋼產品的質量。現對鍍鋅線光整機的振動故障進行簡析，找到了導致振動故障的原因，并采取了相應措施。

關鍵詞：光整機;振動故障;傳動系統(tǒng)

0? ? 引言

邯鋼一冷鍍鋅線始建于2005年，光整機作為鍍鋅線中一個關鍵設備，其工作性能會直接影響到鋼產品的質量。因此，對光整機的振動故障進行研究有重大意義。

1? ? 光整機系統(tǒng)的設備組成與功能

冷鍍鋅線為冷基板鍍鋅線，光整機采用四輥結構，支撐輥傳動，軋制力為500 t。光整機的作用為改善帶鋼板形和表面質量，優(yōu)化帶鋼性能，去除屈服平臺。其本體結構形式如圖1所示。

光整機結構布局如圖2所示，系統(tǒng)主要由光整機本體、出入口張緊輥系統(tǒng)構成。四輥結構的光整機軋制系統(tǒng)采用上、下支撐輥進行傳動，軋制力由伺服系統(tǒng)控制兩個AGC液壓缸提供，另外配有正、負液壓彎輥塊，用以對板型進行控制。這些為光整機的主要構成部分，除此之外，還有軋制線調整、高壓水沖洗、抗皺輥和前后張力輥等，以及光整機換輥等相關的輔助性設備。

2? ? 光整機振動故障描述

參考其他公司冷鍍鋅線的經驗，在冷鍍鋅線運行和生產過程中，光整機振動是常見故障。這種故障不僅會影響光整產品質量，甚至還會造成停車。

2016年，我廠冷鍍鋅線光整機下支承輥傳動劇烈振動并伴有異響，停車檢查發(fā)現異響為光整機下支承輥萬向軸與光整機扁頭連接部位產生，打開萬向軸軸頭后發(fā)現幾條螺絲斷裂，停車處理，取斷絲，并加固軸頭。在出現故障時可以觀察到軋輥整個軋制區(qū)沿著輥面有了縱向的橢圓形痕跡，嚴重影響了帶鋼的質量，使帶鋼表面出現了明暗相間的條紋，初步判定為光整機傳動存在振動而導致。

3? ? 光整機傳動系統(tǒng)分析

光整機傳動系統(tǒng)為電機輸出通過減速機降低速比，通過萬向軸和聯軸器傳動到支承輥，然后通過支承輥和工作輥之間的摩擦力作用，將部分轉矩傳遞到帶鋼上，如圖3所示。

根據萬向軸動作進行分析，因為萬向軸與軋輥存在著一定的角度，萬向軸每轉一圈，會使與萬向軸連接的虎口伸縮一次，使安裝于鋼套筒內部的銅滑塊與扁頭產生相對軋輥軸線方向的位移。由于萬向軸本身沒有支撐裝置，虎口的軸線會因為扁頭和滑塊的間隙與扁頭軸線發(fā)生偏移變化，從而產生更強的摩擦和振動。這就會對軋制過程本身以及相關傳動部件的壽命造成影響。

另外，根據測量，單側的扁頭與銅滑塊間隙偏大，達到了3.67 mm。為便于安裝，部件設計工差允許最大間隙為0.2 mm，所以銅滑塊本身已經磨損超過許可值。間隙大會造成萬向軸每轉動一圈，銅滑塊與扁頭發(fā)生兩次撞擊。根據上述情況分析，造成振動的原因就是光整機支撐輥的扁頭和萬向軸端的虎口滑塊裝置穩(wěn)定性低，銅滑塊與扁頭間隙偏大。所以要解決振動問題，就需要提高傳動裝置穩(wěn)定性，對磨損過度的銅滑塊進行更換。

4? ? 光整機傳動系統(tǒng)改造

針對光整機萬向軸傳動結構存在的問題，首先要對光整機虎口部位結構進行更改，由圖4修改為圖5的型式，增加定位約束，減小虎口的徑向位移變化。另外，要根據萬向軸的角度計算出萬向軸的軸向位移，對約束部位的尺寸進行確定。

對于扁頭的結構形式和尺寸也進行了相應修改，如圖6和圖7所示。

對相應部件結構及尺寸進行改造后，更換了銅滑塊，使間隙達到了設計要求。自此光整機振動消失，解決了因為振動造成光整帶鋼產品表面斜紋的問題，也提高了光整機設備本身的穩(wěn)定性，其至今一直使用良好。

5? ? 結語

光整機是冷軋廠鍍鋅線中一個關鍵設備，在其運行和工作過程中，會因為設備零件本身的原因引起振動，造成帶鋼表面質量缺陷。本文中的故障是因為傳動系統(tǒng)結構形式以及零件的間隙所引起，通過對結構形式的修改和對間隙的調整，解決了光整機振動故障，避免了因為振動造成的帶鋼表面質量缺陷。

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收稿日期：2020-04-15

作者簡介：肖英杰（1979—），女，河北滄州人，在職碩士，工程師，研究方向：機械。