卡羅塞爾卷取機(jī)卷筒故障分析與研究

王榮和

摘要：1420五機(jī)架冷連軋機(jī)組設(shè)備系統(tǒng)中安裝配置的張力卷取機(jī)設(shè)備，是卡羅塞爾雙卷筒卷取機(jī)設(shè)備。卷筒技術(shù)組件是卡羅塞爾卷取機(jī)設(shè)備內(nèi)部技術(shù)組成結(jié)構(gòu)的重要部分，卷筒技術(shù)組件在具體運行使用過程中經(jīng)常會發(fā)生以鋼卷內(nèi)圈帶頭結(jié)構(gòu)插入到卷筒扇形塊結(jié)構(gòu)內(nèi)部，或者是因卷筒內(nèi)漲縮楔結(jié)構(gòu)變形卡阻引致無法正常完成漲縮過程和卸卷過程為代表的技術(shù)故障事件。文章將會圍繞卡羅塞爾卷取機(jī)卷筒故障分析與研究，展開簡要的闡釋分析。

關(guān)鍵詞：卡羅塞爾卷取機(jī);卷筒故障;研究與分析

從實際發(fā)揮的技術(shù)功能角度展開闡釋分析，卷取機(jī)設(shè)備是用于將冷軋鋼帶材料，甚或是熱軋鋼帶材料卷取加工處理成卷筒狀的軋鋼生產(chǎn)應(yīng)用技術(shù)設(shè)備，其在現(xiàn)代鋼鐵企業(yè)參與實施的帶材生產(chǎn)活動過程和線材生產(chǎn)活動過程中具備著廣泛且充足的實際應(yīng)用空間。對于卷取機(jī)設(shè)備而言，在基于冷連軋機(jī)組設(shè)備或者是熱連軋機(jī)組設(shè)備內(nèi)部將其布置處理成成品機(jī)座條件下，其實際發(fā)揮的技術(shù)功能通常對軋機(jī)設(shè)備的生產(chǎn)運作狀態(tài)，具備著直接且深刻的影響和改變作用。除此之外，卷取機(jī)設(shè)備還可以被安裝配置在連續(xù)酸洗機(jī)組設(shè)備之中、涂層機(jī)組設(shè)備之中，或者是退火機(jī)組設(shè)備之中。當(dāng)前發(fā)展背景之下，我國鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中的技術(shù)工作人員始終保持著對高速卷取機(jī)設(shè)備研究工作的充分重視。調(diào)查結(jié)果顯示，現(xiàn)階段我國絕大多數(shù)鋼鐵生產(chǎn)企業(yè)中安裝配置的卷取機(jī)技術(shù)設(shè)備都屬于卷筒式的，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)除卻包含傳動技術(shù)部分和主體技術(shù)部分之外，還安裝配置了種類多樣的輔助性技術(shù)設(shè)備，比如在卷取加工技術(shù)環(huán)節(jié)實施過程中促使帶鋼材料和卷筒組件相互壓緊的壓緊技術(shù)裝置，支撐卷筒技術(shù)組件端部位置的支撐技術(shù)裝置，以及在卷取帶鋼加工技術(shù)環(huán)節(jié)結(jié)束后需要運用的推卷技術(shù)裝置和卸卷技術(shù)裝置等。

一、鋼卷內(nèi)圈帶頭結(jié)構(gòu)插入到卷筒扇形塊結(jié)構(gòu)內(nèi)部

（一）故障表現(xiàn)形式

鋼卷材料在具體完成分卷環(huán)節(jié)之后，卸卷車設(shè)備會將處在卷取機(jī)設(shè)備之上的鋼卷材料從卷筒技術(shù)組件之上卸下，在卸下操作過程中，假若鋼卷材料的內(nèi)圈帶頭結(jié)構(gòu)插入到卷筒技術(shù)組件的扇形塊結(jié)構(gòu)之中，將導(dǎo)致無法順利完成卸卷操作。通常有2 種具體表現(xiàn)情況：其一是在助卷操作過程中，扇形塊結(jié)構(gòu)與漲縮楔結(jié)構(gòu)之間的配合狀態(tài)不夠緊密，帶頭結(jié)構(gòu)運行速度參數(shù)比卷筒線速度參數(shù)快，帶鋼帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)在被卷入卷筒技術(shù)組件的瞬間剛好遇上扇形塊結(jié)構(gòu)的縫隙，由于帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)與卷筒技術(shù)組件之間存在速度差，帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)在遇到卷筒技術(shù)組件時會遭受到具備一定強(qiáng)度的沖擊力，繼而促使帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)被插入到扇形塊結(jié)構(gòu)內(nèi)。此時如果在生產(chǎn)加工活動現(xiàn)場展開觀察，卷筒技術(shù)組件在漲徑過程中，扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)與漲縮楔技術(shù)結(jié)構(gòu)之間具備緊密配合狀態(tài)，無縫隙，且卷筒技術(shù)組件在助卷前提前發(fā)生轉(zhuǎn)動動作，助卷過程中的速度參數(shù)比帶鋼的運行速度參數(shù)快10.00%左右，因此排除帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)在助卷位插入扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)的可能。其二是在卸鋼卷技術(shù)操作過程中卷筒技術(shù)組件發(fā)生縮徑，扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)未能縮到最小空間位置，扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)與漲縮楔技術(shù)結(jié)構(gòu)之間存在一定尺寸的縫隙，在鋼卷材料移出卷筒技術(shù)組件時，內(nèi)圈帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)剛好搭在兩扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)之間，處在橫移狀態(tài)之下的鋼卷帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)就會插入到卷筒技術(shù)組件扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)內(nèi)部，且隨著鋼卷材料的移動會插得越來越深。如果在生產(chǎn)加工活動現(xiàn)場展開觀察，在出現(xiàn)帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)插入芯軸扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)現(xiàn)象時，扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)的縮徑過程將會展示出緩慢特點，且縮徑技術(shù)環(huán)節(jié)結(jié)束后還會發(fā)現(xiàn)扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)與漲縮楔技術(shù)結(jié)構(gòu)之間還存在約0.80～1.50mm的縫隙，可以確定鋼卷帶頭技術(shù)結(jié)構(gòu)插入到扇形塊技術(shù)結(jié)構(gòu)內(nèi)是在卸卷時插入的。這類故障多發(fā)生在卷筒以上漲縮楔為滑塊的卷筒技術(shù)組件上。

（二）故障分析與處理

卷筒在縮徑時扇形塊與漲縮楔之間存在間隙，主要有兩方面原因，一是以上漲縮楔為滑塊的卷筒，在試機(jī)時漲縮無異常，而在生產(chǎn)一段時間后，便會出現(xiàn)扇形塊有卡阻，縮不到位，主要是卷筒外支撐軸承套與扇形塊之間間隙太小，在生產(chǎn)時鋼卷的溫度傳到卷筒，使卷筒溫度上升，在熱膨脹作用下，扇形塊與卷筒外支撐軸承套出現(xiàn)接觸磨擦，當(dāng)兩者產(chǎn)生的磨擦力大于扇形塊復(fù)位彈簧的彈力時，扇形塊就會出現(xiàn)收縮緩慢或者卡阻，使得卷筒在縮徑時漲縮楔與扇形塊動作不匹配，兩者之間就會產(chǎn)生縫隙，卸卷時帶頭恰巧在兩扇形塊之間時就會出現(xiàn)帶頭插入到卷筒內(nèi)，從而產(chǎn)生故障。此時，可以通過增大卷筒外支撐軸承套與扇形塊之間的距離（一般在0.50mm左右），這樣既能保證在熱脹冷縮狀態(tài)下扇形塊與外支撐軸承套之間不會出現(xiàn)相對摩擦，又能保證卷筒的使用。

對于以下漲縮楔為滑塊的卷筒，卷筒在縮徑時，扇形塊與漲縮楔之間存在0.80～1.50mm的間隙，卸卷時帶頭恰巧在兩扇形塊之間就會有一定機(jī)率使得帶頭插入到卷筒內(nèi)，從而產(chǎn)生故障。這種情況出現(xiàn)卡鋼的概率不高，處理也較為容易，而導(dǎo)致這種扇形塊縮不到位的原因是扇形塊內(nèi)碟簧出現(xiàn)疲勞，彈力不足，不能使扇形塊完全復(fù)位而緊貼在漲縮楔上。此時，應(yīng)周期性地檢查卷筒，根據(jù)縮徑時扇形塊與漲縮楔之間的間隙，適當(dāng)更換彈性元件。

二、因卷筒內(nèi)漲縮楔結(jié)構(gòu)變形卡阻引致無法正常完成漲縮過程和卸

卷過程

（一）故障表現(xiàn)形式

卷筒在運行一段時間后，卷筒在縮徑時出現(xiàn)漲縮楔卡阻，扇形塊無法縮徑到位，造成卸卷過程中鋼卷內(nèi)圈與卷筒接觸，鋼卷內(nèi)圈因卷筒的磨擦被拉出，造成無法卸卷，這些故障多發(fā)生在以下漲縮楔為滑塊的卷筒上。尤其是在連續(xù)生產(chǎn)較薄規(guī)格，如0.50mm以下厚度規(guī)格時出現(xiàn)較為明顯，故障率較高。

（二）故障分析與處理

卷筒在使用一段時間后，出現(xiàn)上漲縮楔卡阻，這種現(xiàn)象主要出現(xiàn)在下漲縮楔為漲縮滑塊的卷筒內(nèi)，漲縮楔長寬比較大，在使用過程中出現(xiàn)彎曲變形，特別是在軋制一些薄規(guī)格時，卷筒溫度會達(dá)到65.00℃左右，漲縮楔熱膨脹較為嚴(yán)重，漲縮楔材質(zhì)為黃銅，熱膨脹系數(shù)為17.5×10-6℃-1，漲縮楔與四棱錐軸間的配合為50H7/e8，間隙量為：0.05～0.124mm，當(dāng)漲縮楔從常溫20.00℃升高到65.00℃時，線性膨脹量為0.039mm。與最小間隙量（0.05mm）只差了0.01mm，加上漲縮楔的彎曲變形量，漲縮楔就會與四棱錐軸有嚴(yán)重干涉，從而產(chǎn)生很大的磨擦力，當(dāng)磨擦力大于扇形塊彈簧復(fù)位彈力時，漲縮楔就無法下降到卷筒軸內(nèi)，卷筒軸不能縮徑，從而產(chǎn)生卸卷故障。四棱錐軸與漲縮楔的配合中因卷筒四棱錐軸滑槽加工困難，且作為參考面，優(yōu)先選擇調(diào)整漲縮楔，將漲縮楔配合面的極限偏差由原來的-0.050～-0.089mm調(diào)整為-0.100～-0.200mm，四棱錐軸與漲縮楔的間隙配合量增大到0.100～0.225mm，增加大后使用效果較好，不再出現(xiàn)卷筒漲縮楔卡阻問題。

結(jié)束語：

綜合梳理現(xiàn)有研究成果可以知道，卡羅塞爾卷取機(jī)設(shè)備卷筒技術(shù)組件在具體運行使用過程中發(fā)生的以鋼卷內(nèi)圈帶頭結(jié)構(gòu)插入到卷筒扇形塊結(jié)構(gòu)內(nèi)部，或者是因卷筒內(nèi)漲縮楔結(jié)構(gòu)變形卡阻引致無法正常完成漲縮過程和卸卷過程為代表的技術(shù)故障事件，通常會顯著影響和破壞冷連軋生產(chǎn)技術(shù)活動的基本進(jìn)度和節(jié)奏，需要擇取和運用適當(dāng)策略展開處置干預(yù)，支持卡羅塞爾卷取機(jī)設(shè)備長期維持安全且穩(wěn)定的技術(shù)運行狀態(tài)。

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