空氣板形輥在軋機軋制過程中的應用

袁昌博

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

空氣板形輥在軋機軋制過程中的應用

袁昌博

（新疆眾和股份有限公司 烏魯木齊 830013）

簡要論述空氣板形輥的工作原理和在軋機軋制過程中的應用。

空氣板形輥 軋機 轉子

1 空氣板形輥的工作原理

空氣板形輥是一種精密儀器，用于在線狀態下準確測量的鋁箔材料的板形情況。空氣板形輥的表面是經過一系列硬化處理過的，其精細研磨過的轉子被一層氣膜支撐在不銹鋼心軸上。轉子的內部是一種復合干式滑動軸承材料，這種材料可以在轉子與心軸接觸時提供保護，減少摩擦力，防止出現劃傷。

圖1

由圖1可知，兩排空氣噴口為每一個轉子能夠懸浮在心軸上提供動力，這種空氣必須是潔凈和干燥的，壓力值保持在3 bar,并且轉子的空氣壓力與表面所承載的負荷是成正比，進一步說，張力對轉子的作用力是被利用來計算并描繪出料面各處的松緊程度，即板形情況（圖2）板形輥轉子和心軸之間的氣膜可以為轉子提供幾乎無摩擦力的運行，因此在料面和轉子接觸時出現打滑的可能性非常低，即使軋機速度處于降速或者升速階段，轉子的速度也可以被認為是卷材的速度。

2 空氣板形輥在軋機上的應用

在圖2中，可以看到每一個轉子的壓力差是通過一個集成化很高的壓力傳感器來進行測量，而氣壓的信號是以管路的傳播方式從板形輥的后蓋傳輸到傳感器的底座里，這種信號傳輸方式會使信號連續而平穩，即使在主機速度很低的情況下，也能為軋機提供一個響應快、精度高的連續性數據。壓力傳感器會把氣壓信號轉換為電信號，并通過PLC輸入模塊將電信號以直觀的方式呈現在人機界面當中。

圖2

軋機卷材板形是在卷材帶有張力和有包角的狀態下，使卷材作用到板形輥每個轉子上的負載分布，由圖3可知，如果當帶材通過包角輥的夾角為α，張力為T，那么板形輥上的負載W=2?T?sinα/2，單個轉子上的負載計算就要考慮到帶材厚度t和寬度y,那么單個轉子上的負載W/2? t?y? sinα/2。

圖3

因此，可以通過測量板形輥徑向負載的變化，來利用厚控系統計算出正在軋制中卷材的板形分布狀態，計算公式中采用到壓力負載和楊氏模量。

3 空氣板形輥的維護檢查事項

為了確保板形輥長期穩定地工作，嚴格的日常維護是重要的基礎。其維護要求和要點，在設備說明書上都有詳細的規定，但使用中容易忽略的地方有以下幾點:

（1）檢查轉子之間的累計間隙，保證轉子之間相互獨立地轉動是防止信號不受影響的關鍵因素，當然外界的溫度也會對轉子之間的間隙產生一定的影響，所以說在檢查間隙之前，一定要先確定板形輥是處于正常的工作溫度范圍之內，這樣做的目的是保證排除溫度對轉子間隙的影響。這轉子間隙的累計計算是依靠于軋輥的工作寬度和最大的帶鋼溫度而定，檢查轉子之間的間隙，可以使用塞尺測量，間隙應在0.25 mm～0.30 mm，允許的最小差距是0.127 mm，但是在板形輥運行使用幾年后，可能會產生低摩擦力現象（可能不足引起維護人員注意），需要設備維護人員特別留意這方面，因為任何的低摩擦力同樣會影響板形輥對板形的測量效果。

當然在檢查之前，先要確保在轉子上的邊緣沒有污垢或氧化物顆粒，這樣做的目的也是確認沒有因為誤差的積累而導致測量失準。

（2）當轉子在轉動的情況下，其氣壓信號管如果存在氣體泄露的現象，那么相應的電壓輸出會在負載和空載瞬間狀態下開始慢慢變化，但是實際中轉子所承受的壓力是沒有發生變化的，所以可以用這種方法來檢查氣壓信號管是否存在泄露問題。

當然造成信號不穩定有很多因素，主要分為以下幾種：

①傳感器模塊上存在漏氣現象。

②信號管內有全堵塞或半堵塞現象。

③板形輥的密封已經變形、老化，導致漏氣。

④轉子之間的相互接觸，造成信號不穩定，而這種問題的原因主要是轉子之間存在大量的污垢造成的。

⑤板形輥除了有很多氣動連接點，還有2個軟管接口，是用來對心軸和轉子供氣的，要檢查密封性，防止漏氣造成信號錯誤、正壓不足造成油污進入板形輥。

圖4

（3）檢查從冷干機過濾器排出的冷凝水中的油含量，如果水中含油，那就說明第一級的過濾器已經出現堵塞或者過濾能力已不能滿足正常運行時的要求，在這種情況下，就需要更換過濾芯或者在第一級上游再安裝一個粗過濾器。

（4）檢查轉子是否能在心軸上自由轉動，并且要保證相鄰轉子之間沒有嚴重摩擦影響，如果每個轉子沒有達到轉動平穩、速度均勻的效果，應及時查找原因，必要時必須拆開板形輥，在轉子無負載的情況下，其轉速可以達到125 r/min，甚至更高。檢查空氣壓縮站的進氣壓力，其數值應不低于5.5 bar，如果低于5.5 bar，可能會影響轉子壓力和心軸壓力，導致板形輥出現損傷現象。

4 結束語

為保證軋機產品的板形質量，在軋機安裝了AFC板形自動控制系統，并將其作為控制系統的重要組成部分，siemens vai的空氣板形輥是AFC系統的核心檢測元件，在日常使用中，由于空氣板形輥加工精度高，對設備的裝配和調整要求比較嚴格，所以只有提高空氣板形輥的維護水平，加強對設備工作原理的掌握，做到精益求精，嚴格按照維護指導書進行檢維修作業，才能保證產品的板形質量。

[1]王啟順.空氣軸承式板形儀的常見故障及其對策.華北鋁業有限公司，2003,7.

[2]尚繼東.空氣軸承式板形輥的維護和檢修.輕合金加工技術，2001，10.

收稿：2013-12-16