熱軋卷取機卷筒維護要點分析

孟思怡

（河鋼集團河鋼股份，河北 邯鄲 056000）

0 引言

熱軋卷取機是熱軋生產(chǎn)線的主要設(shè)備，其作用是將經(jīng)精軋完成之后的帶鋼卷取成卷，便于帶鋼的儲存和運輸。熱軋卷筒是卷取機最重要的部件，對帶鋼成形的好壞，生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率的高低具有決定性的作用。目前，國內(nèi)外熱軋卷筒普遍采用連桿—柱塞斜楔式結(jié)構(gòu)，該種型式已廣泛應(yīng)用于熱軋生產(chǎn)線上，其結(jié)構(gòu)設(shè)計合理，工作性能可靠穩(wěn)定。但卷筒長期工作在高溫、高速條件下，且負(fù)荷高、沖擊力大，環(huán)境相對惡劣。因此，對卷筒進行維護尤為重要。只有積極開展針對性的卷筒維護工作，才能保證卷取機正常生產(chǎn)，有效延長卷筒使用周期，提高熱軋生產(chǎn)線的產(chǎn)品質(zhì)量和工作效率。

1 熱軋卷筒機械結(jié)構(gòu)和工作原理

1.1 卷筒結(jié)構(gòu)組成

卷筒種類較多，目前，國內(nèi)外熱軋卷筒普遍采用連桿—柱塞斜楔式結(jié)構(gòu)。卷筒主要由空心主軸、棱錐芯軸、連桿、柱塞、扇形板、漲縮油缸和聯(lián)軸器等部分組成[1-2]。空心主軸內(nèi)部有軸向貫通孔和徑向貫通孔，棱錐芯軸安裝在軸向孔內(nèi)，能夠在空心軸內(nèi)沿軸向自由移動?？招闹鬏S傳動側(cè)和漲縮油缸連接，棱錐芯軸在卷筒操作側(cè)方向設(shè)置有多節(jié)棱錐面，棱錐面和空心主軸徑向孔內(nèi)柱塞的斜面接觸。棱錐芯軸傳動側(cè)通過聯(lián)軸器與油缸連接，并隨漲縮油缸在空心主軸徑向孔中沿軸線進行往復(fù)運動。卷筒扇形板通過連桿機構(gòu)和棱錐芯軸接連，扇形板底部平面與柱塞相連，柱塞在棱錐芯軸運動帶動下沿徑向往復(fù)帶動扇形板漲縮。

1.2 卷筒工作原理

卷取機在卷取過程中,卷筒在電機、減速機的帶動下高速旋轉(zhuǎn)。棱錐芯軸在油缸的驅(qū)動下，在空心軸內(nèi)向傳動側(cè)移動，棱錐芯軸左端的楔形面推動柱塞向外移，柱塞外端面推動扇形板向外擴張（即卷筒漲開）。當(dāng)卷筒的直徑漲大到設(shè)定值時，在3 個助卷輥的共同作用下，卷取機運轉(zhuǎn)卷取帶鋼。當(dāng)帶鋼纏繞卷取3～5 圈后，助卷輥全部打開，楔形拉桿在液壓油缸的驅(qū)動下繼續(xù)沿徑向向外移動，卷筒完成二次擴張。此時，帶鋼已被卷緊，卷筒按正常速度卷取帶鋼，并和最后道次精軋機建立起相對穩(wěn)定的卷取張力。當(dāng)整卷帶鋼完成卷取,卷取機停止工作,卷筒停止運轉(zhuǎn)。棱錐芯軸在漲縮油缸的驅(qū)動下，沿空心主軸內(nèi)部軸向通孔向操作側(cè)方向移動，柱塞在棱錐芯軸作用下向內(nèi)移動，楔形芯軸通過連桿拉動扇形板向內(nèi)收縮，卷筒直徑縮至卸卷狀態(tài)，開始卸卷。

2 熱軋卷筒維護要點分析

2.1 卷筒軸承維護

由于熱軋卷筒處在高溫、高速條件下，承受負(fù)荷高、沖擊力大，環(huán)境惡劣，容易造成軸承損壞、抱死等情況。目前，熱軋卷筒采用三點支撐，卷筒活動支承中心線由于受較大沖擊力影響，可能存在支撐軸承中心和卷筒中心不在同一條中心線上的現(xiàn)象，造成卷筒的軸承預(yù)載力嚴(yán)重超限，影響軸承使用壽命[3]。熱軋卷筒總共裝配3 盤軸承，其中：在卷筒操作側(cè)裝配1 盤雙列圓錐滾子軸承，作為卷筒的輔助支撐。在卷筒傳動側(cè)裝配2 盤雙列圓錐滾子軸承，作為卷筒的主支撐。

2.1.1 卷取機操作側(cè)軸承維護

操作側(cè)軸承由兩組活動支撐固定，其相應(yīng)維護要點如下：

1）保證操作側(cè)軸承和兩個支承臂的間隙符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，可有效避免軸承受到徑向力作用。如果軸承受到的徑向力相對較大，軸承的徑向游隙相對變小，容易發(fā)生軸承抱死現(xiàn)象。正常工作情況下，水平偏心銷需要旋轉(zhuǎn)3.75°，保證在水平方向的偏心量為4 mm，垂直偏心銷也要相應(yīng)旋轉(zhuǎn)3.75°，在垂直方向保證偏心量為4 mm。

2）此軸承通常設(shè)置為手動潤滑，加油周期為1 個月左右，加油量為1 L。在手動加油過程中，由于卷取機需要持續(xù)水冷卻，要注意觀察軸承是否有進水現(xiàn)象。一旦發(fā)現(xiàn)軸承進水，為避免軸承出現(xiàn)異常情況，在下一個定期檢修周期必須更換此卷筒。

2.1.2 卷取機傳動側(cè)軸承維護

傳動側(cè)軸承共安裝2 盤，設(shè)計可同時裝2 盤軸承的一體化軸承座，通過8 條預(yù)緊螺栓固定在卷取機的機架上，卷筒主要由傳動側(cè)軸承支撐。

1）傳動側(cè)軸承采用集中潤滑，需每星期定時檢查干油分配器的供油情況，并對軸承溫度情況進行監(jiān)控，避免軸承抱死，造成生產(chǎn)設(shè)備事故。

2）由于卷筒承受的負(fù)荷高，沖擊力大，為避免設(shè)備事故發(fā)生，需要定期檢查軸承座安裝螺栓的預(yù)緊力。檢查過程中，依據(jù)預(yù)緊螺栓使用相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，利用液壓力矩扳手對螺栓的預(yù)緊力進行檢查、調(diào)整。

2.2 卷筒扇形板維護

扇形板通過連桿機構(gòu)與棱錐芯軸連接，為保證扇形板漲縮平穩(wěn)，每塊扇形板與棱錐芯軸有3 個柱塞相連。

1）扇形板在卷取機卸卷工作完成后，原本和高溫帶鋼緊密接觸并受到一定約束的扇形板突然被卷取機的冷卻水冷卻，由于內(nèi)部熱應(yīng)力的作用，在扇形板表面很容易產(chǎn)生龜裂現(xiàn)象。為降本增效，提高扇形板的使用壽命，需要根據(jù)現(xiàn)場的實際情況，持續(xù)改進優(yōu)化卷筒和助卷輥冷卻水的水量，在卷取機交替使用過程中，要對扇形板持續(xù)冷卻，以增加冷卻時間，確保扇形板得到充分冷卻，盡可能降低內(nèi)部熱應(yīng)力作用，避免扇形板表面產(chǎn)生龜裂。

2）為確保卷取過程中助卷輥和卷筒不發(fā)生碰撞，要定期檢測調(diào)整卷筒和助卷輥的平行度，平行度誤差標(biāo)準(zhǔn)≤0.2 mm，并且要著重注意調(diào)整助卷輥和卷筒間隙，在卷筒縮徑位置，標(biāo)準(zhǔn)調(diào)整范圍為5 mm±2 mm。

3）扇形板是由銷軸通過螺栓和棱錐芯軸連接的，為防止螺母由于受頻繁的沖擊力而松動，固定螺母必須在擰緊后再進行焊接加固。因此，需要定期檢查固定螺母，檢查焊口是否存在隱患，是否有裂紋、開焊等現(xiàn)象。如果一塊扇形板的2 個螺母焊口同時開焊，容易造成銷軸竄動，出現(xiàn)扇形板脫落等現(xiàn)象，導(dǎo)致重大設(shè)備事故出現(xiàn)。

2.3 卷筒信號板維護

熱軋卷筒的漲徑是由信號板通過超聲波傳感器反饋至電控系統(tǒng)，信號板平面度的質(zhì)量直接影響伺服系統(tǒng)的控制精度。因此，其平面度要作為重點維護項目，在檢修維護過程中，應(yīng)根據(jù)實際情況進行調(diào)整。平面度安裝要求在0.5 mm 以內(nèi)。帶鋼生產(chǎn)過程中，要密切關(guān)注信號板和連接體螺栓連接情況，對連接體固定螺栓的緊固情況也要給以重點關(guān)注。

2.4 卷筒柱塞維護

卷筒內(nèi)部柱塞的下表面是楔形的，通過棱錐芯軸在空心主軸內(nèi)沿軸向往返直線移動來控制扇形板的漲縮，實現(xiàn)卷筒的漲縮[4]。柱塞內(nèi)安裝有張力彈簧，其主要作用是有效消除棱錐芯軸和扇形板的機械間隙，如果彈簧失效，會造成扇形板在運轉(zhuǎn)過程中不能到達(dá)最大漲開位置，導(dǎo)致扇形板在卷筒和末架精軋機建立張力的過程不能發(fā)揮應(yīng)有的作用，影響卷取質(zhì)量。

1）柱塞的下楔形面和棱錐芯軸的表面采用干油潤滑，考慮到此部位潤滑的重要性，單獨設(shè)立了1臺集中干油泵進行卷筒潤滑。日常維護的過程中,要重點關(guān)注此干油系統(tǒng)的工作情況，觀察干油系統(tǒng)潤滑是否正常。

2）合理選用柱塞內(nèi)彈簧。由于生產(chǎn)現(xiàn)場條件有限，現(xiàn)場不具備更換彈簧條件，在卷筒定期修復(fù)時，要特別強調(diào)彈簧的選用，盡可能選用進口優(yōu)質(zhì)彈簧，這樣才能保證彈簧質(zhì)量，提高卷筒修復(fù)質(zhì)量，有效延長卷筒的使用周期。

2.5 卷筒潤滑維護

熱軋卷筒滑動接觸面潤滑十分重要，其潤滑系統(tǒng)運行狀況，直接影響著卷筒運行狀態(tài)和使用壽命?；票砻嫒鄙贊櫥瑫r，將造成表面磨損加速，從而導(dǎo)致滑動表面之間的間隙增大，進而影響卷筒脹縮的精度，甚至影響卷筒正常運轉(zhuǎn)。

熱軋卷筒的潤滑部位除軸承和柱塞的下楔形面要重點關(guān)注外，其他幾個具有相對滑移的接觸面也要給予重視，一是扇形板導(dǎo)向面，二是空心主軸軸向通孔和徑向通孔，三是棱錐芯軸的楔形滑移面。維護時主要檢查滑移表面潤滑情況，潤滑系統(tǒng)干油分配器及管路是否存在內(nèi)部堵塞或泄露現(xiàn)象，并對潤滑油用量進行合理分析，以避免油路堵塞或干油分配器不工作，造成滑動表面缺少潤滑，以及由于潤滑系統(tǒng)泄漏而造成系統(tǒng)油壓不足，達(dá)不到潤滑效果。

3 結(jié)語

基于熱軋卷取機的卷筒結(jié)構(gòu)和工作原理，重點分析了熱軋卷筒維護要點，在卷筒維護過程中，要根據(jù)實際生產(chǎn)運行情況,不斷加強點檢工作，進行針對性的維護，將卷筒存在的隱患問題消除在萌芽狀態(tài)，延長卷筒使用周期，提高卷取設(shè)備運轉(zhuǎn)率，從而有效提高熱軋生產(chǎn)線的生產(chǎn)效率。