冷軋機(jī)設(shè)備故障分析與處理措施

王 剛

（西南鋁業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司，重慶 401326）

隨著經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，設(shè)備的安全運行越來越受到重視，現(xiàn)代鋼鐵工業(yè)正成為加工業(yè)中自動化、高速、連續(xù)生產(chǎn)的典型代表。冷軋機(jī)是企業(yè)發(fā)展的重要生產(chǎn)設(shè)備設(shè)施，它需要在高速、高負(fù)荷下長時間運行，而且容易引起嚴(yán)重的振動和擾動和其它損壞，從而降低生產(chǎn)效率的情況，直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)每分鐘數(shù)萬元。因此對其常見的故障分析是維護(hù)設(shè)備安全運行，保證企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益的重要保障。

1 常見故障

1.1 工作輥系故障

1.1.1 軋輥剝落

軋輥的剝離主要是由疲勞，裂紋，工藝問題或材料不均勻引起的，在生產(chǎn)過程中，滾動體與滾動輥接觸形成凹坑，主要表現(xiàn)為輥身的小片狀物。

1.1.2 軋輥斷裂

軋輥斷裂的主要原因是結(jié)構(gòu)和加工不當(dāng)，隨著截面尺寸的變化，共軛加工或加工精度不當(dāng)而導(dǎo)致截面應(yīng)力集中，機(jī)械性能的過載，輥面與輥頸硬度差過大。

1.1.3 支撐輥裂紋

在軋制過程中，由于軋輥承受劇烈的冷熱交替的作用，從而使軋件表面產(chǎn)生應(yīng)變，從而在支承輥表面形成疲勞裂紋。

1.1.4 支撐輥襯套與軸承燒結(jié)

導(dǎo)致支承輥襯套和軸承燒結(jié)現(xiàn)象的主要原因是支承輥在使用過程中不能轉(zhuǎn)動，軋制過程中軋制力明顯增大是主要癥狀。

1.1.5 軸承箱開裂

軸承箱產(chǎn)生變形或裂紋的主要原因是箱體經(jīng)常受沖擊負(fù)載，應(yīng)力狀態(tài)差；其次是材料內(nèi)部缺陷，箱體在加工過程中產(chǎn)生裂紋，安裝過程中損壞。

1.1.6 軋輥軸承故障

軸承內(nèi)，外圈表面疲勞，嚴(yán)重時內(nèi)圈，外圈變色，硬度降低，出現(xiàn)裂紋。軸承中普遍存在破裂和軸承損壞現(xiàn)象。滾動軸承，滾動軸承隨其發(fā)熱而膨脹和收縮，有時還伴有異常噪音，有時會導(dǎo)致卡死等嚴(yán)重事故[1]。

1.2 震動故障

1.2.1 電機(jī)與齒輪箱間齒聯(lián)軸器故障

為了保持生產(chǎn)的連續(xù)性，企業(yè)會使機(jī)器長時間運轉(zhuǎn)。電機(jī)和齒輪機(jī)座之間的聯(lián)軸器因長時間連續(xù)運轉(zhuǎn)而產(chǎn)生磨損，聯(lián)軸器在高速轉(zhuǎn)動時會產(chǎn)生較大的離心力，由于聯(lián)軸器內(nèi)外齒圈間隙增大，這大大降低了聯(lián)接的定心能力從而產(chǎn)生振動[2]。

1.2.2 齒輪箱故障

一般來說，傳動故障表現(xiàn)在兩個方面：一種是軸承失效，另一種是齒輪箱故障。當(dāng)齒輪箱發(fā)生故障時，經(jīng)常會出現(xiàn)齒面點蝕、磨損變現(xiàn)，齒根部裂紋甚至齒部斷裂等，造成傳動裝置的故障。如果齒輪發(fā)生故障，冷軋機(jī)則不能將齒面維持在咬合狀態(tài)，這損害了傳動的平穩(wěn)性而產(chǎn)生振動。

1.2.3 傳動叉頭扁頭故障

傳動軸的叉頭與工作輥扁頭間是通過滑塊來傳動扭矩的，叉頭內(nèi)的滑塊材質(zhì)一般是銅合金，耐沖擊和磨損。由于傳動軸的叉頭和工作輥的扁頭一般是合金鋼制作而成，并且硬度較高，在轉(zhuǎn)動時滑塊磨損較大，因此，在傳動過程中，扁頭與叉頭之間會存在間隙，從而產(chǎn)生振動。

1.2.4 電氣控制系統(tǒng)故障

在電力控制系統(tǒng)中，由于電動機(jī)故障引起的沖擊性瞬時電磁，瞬時性電磁轉(zhuǎn)矩力會產(chǎn)生擾動，軸系發(fā)生扭轉(zhuǎn)過程引起振動故障。

1.3 機(jī)組啟動異常

常在冷軋機(jī)啟動時，冷軋機(jī)不能開機(jī)這種故障，首先要弄清原因。一般情況下，冷軋機(jī)無法啟動的主要原因是電機(jī)電路和電機(jī)繞組故障，因此需要維修人員確定電機(jī)的工作狀態(tài)并進(jìn)行維修，以便糾正故障。

冷軋過程中的漏電事故在日常生產(chǎn)中非常普遍，如果冷軋機(jī)電機(jī)的維修工作不及時，就會發(fā)生冷軋機(jī)的電機(jī)絕緣降低線路接地事故，嚴(yán)重影響操作人員的人身安全。主要是在實際操作中，冷軋機(jī)本身可能不形成電流，但材質(zhì)特殊，因此具有導(dǎo)電性，一般電機(jī)是冷軋機(jī)運行的原動機(jī)，也是獲得電流最關(guān)鍵的部件，因此要注意電機(jī)電流帶來的問題[3]。

1.4 軸承抱死故障

1.4.1 軸承潤滑不足

一般而言，冷軋機(jī)的軋制速度較高，通常轉(zhuǎn)速可達(dá)700-900 r/min，部分高速軋機(jī)轉(zhuǎn)速可達(dá)1200 r/min以上。軋機(jī)在高轉(zhuǎn)速運行時，軸承同樣要承受這樣高的轉(zhuǎn)速和較大的力量的作用，因此軸承的潤滑必須良好。通常情況下，軋輥軸承采用油霧潤滑方式進(jìn)行潤滑。當(dāng)油霧潤滑發(fā)生故障后會導(dǎo)致軸承在高速運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生巨大的熱量[4]。這種大熱的產(chǎn)生，使軸承滾柱因遭遇巨大的熱量而膨脹，從而將由于軸承滾柱膨脹導(dǎo)致軸承間隙變小的軸承滾柱擠向內(nèi)外環(huán)，不能散開，將導(dǎo)致軸承抱死。

1.4.2 軸承裝配不當(dāng)

由于軋機(jī)的日常工作，經(jīng)常根據(jù)需要更換工作輥。更換工作輥時，拆下軸承箱，在這種情況下，在拆卸工作輥和更換軸承箱時應(yīng)充分注意輥與軸承之間的距離，間隙直接影響軸承的轉(zhuǎn)動和使用壽命，間隙過大或過小均加速了軸承的損壞，大大縮短了其使用壽命。

1.4.3 軸承本身的質(zhì)量

通常，軸承是可以裝配和拆卸的零件，但在實際操作中，很多情況是由于軸承質(zhì)量問題造成的。拆下軸承發(fā)現(xiàn)軸承保持架斷裂、滾動體龜裂、內(nèi)外圈滾道點蝕、龜裂等，這可以直接判定為軸承質(zhì)量問題。尤其是軸承保持架即使有小裂紋，也會導(dǎo)致保持架受力變形或散架，從而導(dǎo)致滾動體無法旋轉(zhuǎn)，從而使得軸承抱死。

1.4.4 軋制工藝的影響

在分析軸承抱死原因時，還存在影響軋制工序等生產(chǎn)過程的情況，由于工作輥彎輥和竄輥的頻繁使用，操作人員在軋制過程中使用的工作輥傾角過大，導(dǎo)致承載負(fù)荷過大，使得軸承抱死。因此，必須對工人的技術(shù)水平提出要求，對操作人員進(jìn)行提高培訓(xùn)和操作技能，減少軋制過程中的軋制工藝的影響[5]。

2 處理措施

2.1 工作輥系故障處理

在實際應(yīng)用中，軋輥表面粗糙度不斷降低，導(dǎo)致軋輥表面凸度發(fā)生變化，裂紋形成，因此在實際操作中，軋輥經(jīng)過一段時間的軋制后，需要重新進(jìn)行磨削處理才能再次使用。為了防止軋輥輥身軟點、龜裂、裂紋、甚至軸徑斷裂的情況發(fā)生，需要對軋輥及時進(jìn)行維護(hù)，主要是為了及時發(fā)現(xiàn)軋輥存在的缺陷，避免把有問題的軋輥使用到軋機(jī)上而產(chǎn)生設(shè)備和質(zhì)量事故。對于軋輥輥身和軸徑等部位定期進(jìn)行探傷，一般采用渦流探傷或超聲波探傷的方法對軋輥進(jìn)行檢測，從而保證了冷軋板的生產(chǎn)質(zhì)量。

2.2 震動故障處理

工作時，輪齒面有相對嚙合滑動，嚙合導(dǎo)致齒面劃傷。磨粒磨損，低速磨損和腐蝕是齒面磨損的主要形式。由金屬顆粒，灰塵，異物等粘附在齒面造成，磨損是齒輪箱最常見的故障形式。齒輪打磨后清洗不干凈或者密封不好，從而造成污染和齒輪磨損，當(dāng)齒輪以循環(huán)速度旋轉(zhuǎn)時，齒面間的潤滑油的油膜厚度很小，這導(dǎo)致齒面材料不斷磨損，即通常在低速重載情況下發(fā)生的磨損大，反之較小。潤滑油中的一些活性成分由于與齒輪材料的化學(xué)作用，會引起腐蝕磨損，由于齒面磨損損傷較大，會對齒輪的磨損造成嚴(yán)重影響，因此，潤滑中的一些活性成分會對齒輪的磨損造成嚴(yán)重影響。齒面損壞，齒面間隙增大，從而引起振動，噪聲，沖擊等現(xiàn)象。嚴(yán)重時，還會有齒輪斷裂，齒輪斷裂是由于強(qiáng)度不足或者由于材料缺陷產(chǎn)生裂紋造成的。及時清洗油箱更換潤滑油，使用合適的密封，改善潤滑，選用合適的高粘度潤滑油，添加劑和齒輪材料。

針對齒輪的塑性變形，在嚙合過程中，齒面材料受應(yīng)力和摩擦力的影響，從而導(dǎo)致齒面變形。由于主動輪的齒面與摩擦力方向相反，分別朝向齒頂或齒面。它導(dǎo)致齒輪表面的塑性變形和上下線的凹陷。從動齒面獲得的摩擦力作用于從齒頂或齒根開始的線，引起塑性變形，在齒線附近形成上凸。這類故障通常發(fā)生在低速重載、頻繁啟動和過載傳動中。所以，減小齒面接觸應(yīng)力，適當(dāng)提高齒面硬度，增加潤滑油粘度等，都能減輕和防止齒面塑性變形。

2.3 機(jī)組啟動異常處理

當(dāng)冷軋機(jī)漏電時，需從以下幾個方面進(jìn)行檢查：一是對電機(jī)進(jìn)行檢查，確認(rèn)漏電小于0.8 mA，否則會對操作人員的安全造成威脅；二是對電機(jī)外殼進(jìn)行檢查，如果漏電現(xiàn)象發(fā)生，準(zhǔn)確判斷問題產(chǎn)生的原因，即在電機(jī)內(nèi)部引出線絕緣出現(xiàn)破損，并與機(jī)殼相接觸，或電機(jī)繞組局部燒毀，造成定子與機(jī)殼之間漏電。由于冷軋機(jī)組運行在高濕的環(huán)境中，極易引起電機(jī)受潮，進(jìn)而引發(fā)絕緣下降、機(jī)殼帶電等一系列問題。如發(fā)生漏電故障，可用搖表測定電機(jī)各繞組、機(jī)殼間絕緣電阻值，數(shù)值＜2MΩ，說明電機(jī)受潮嚴(yán)重，需及時烘烤電機(jī)定子繞組，進(jìn)行除潮處理[6]。

2.4 軸承抱死故障處理

針對軸承潤滑處理，為了解決這個問題，需要根據(jù)軸承磨損位置和實際磨損狀態(tài)定期清洗油霧頭，每月清潔油霧油箱濾網(wǎng)一次，對于機(jī)油濾清器和噴油器，每季度清洗一次，配合油霧閥控制工作，了解油霧產(chǎn)生的熱量，控制軸承磨損，避免軸承抱死現(xiàn)象。

針對安裝故障處理，對于這個問題，可以從以下幾個方面來解決：第一，在對生產(chǎn)設(shè)備進(jìn)行管理的同時，把軸承安裝作業(yè)環(huán)境作為工作重點，保證裝配環(huán)境整潔，避免雜物、灰塵、鐵粉等對軸承箱的裝配產(chǎn)生影響；第二，及時清洗軸承內(nèi)外套、滾動體、保持架等，保證不因雜物對軸承運轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響。例如，可以定期檢查軸承套內(nèi)淤積的雜物，及時清洗，確保軋輥脖油槽清潔干凈；第三，在實際安裝軸承箱時，鎖緊螺母和軸承座要保證牢固。先把油霧劑涂在軸承和滾柱軸承的位置上，然后緊固緊固螺母，以確保軸承的間隙在0.5~1.0 mm范圍內(nèi)，最后保證軸承箱的裝配不會出錯。

3 結(jié)論

冷軋機(jī)是關(guān)鍵的冷軋薄板生產(chǎn)設(shè)備，在實際生產(chǎn)過程中，如果操作不當(dāng)，或維修不到位，都會造成事故，直接影響冷軋薄板的加工效率。需要相關(guān)人員及時診斷故障，分析故障原因，找到故障部位，并加以處理。而及時處理冷軋機(jī)運行過程中產(chǎn)生的故障，既是作為一名操作維護(hù)人員對設(shè)備的維護(hù)保養(yǎng)，也為了確保工藝生產(chǎn)過程正常的進(jìn)行，對降低企業(yè)的經(jīng)濟(jì)損失也有極為重要的意義。本文總結(jié)了生產(chǎn)中常見的冷軋機(jī)故障，并給出了一點相應(yīng)的處理措施，對于操作人員維護(hù)冷軋機(jī)有著一定的理論支持。