軋鋼機械設備故障診斷與安全運轉的關系分析

莫振錦 馮超毅

摘 要：本文概述了軋鋼機械設備的含義；通過對當前軋鋼機械設備存在的故障及其應對措施的分析，探討了安全運轉的重要性及兩者之間的關系。

關鍵詞：軋鋼機械設備；故障診斷；安全運行

隨著我國工業化進程的快速推進，軋壓鋼鐵機械設備在促進社會發展方面發揮了重要推動作用。特別是當前我國正處于工業結構轉型升級的關鍵時期，提升軋壓鋼鐵機械設備運行效率刻不容緩。因此，對其進行故障診斷分析具有重要的意義。

1 當前軋鋼機械設備存在的故障及原因

1.1 轉子振動不平衡

軋鋼機械設備存在的故障問題會對設備的安全運轉及企業的效益產生負面的影響。其中最主要的原因就是軋鋼機械設備在運轉當中的轉子振動不平衡的問題。在軋鋼機械設備的生產制造或者安裝過程中，如果將轉子的中心安裝偏移，會產生不平衡的狀態或者是后期因為干油潤滑不到位，轉子在運行時磨損嚴重，也會造成偏轉不平衡。在鑄造軋鋼設備運行當中，干油潤滑系統設計不到位，無法幫助機械各零部件進行潤滑工作，讓零部件直接接觸，從而導致故障發生。轉子振動不平衡還會讓機械設備的地腳松動，從而引起整個軋鋼設備明顯的非線性振動，從而使各部分的零部件松動，影響正常工作。

1.2 輥道故障和潤滑不當

在寶特韶關軋鋼現場機械設備所有的故障當中，產生故障的主要原因是熱鋸機輸送輥道（包括立輪等直接與鋼材接觸的設備）出現卡阻后對鋼材表面造成劃傷，所以為了避免設備出現更多故障現象，需要對原有的輥道及立輪進行重新設計和改良。熱鋸機輥道立輪受高溫烘烤、鋸切環境惡劣等因素，軸承容易損壞卡死并造成鋼材表面劃傷，熱鋸區輥道輸送線長，輥道立輪多，在生產中很難查找到某一立輪卡死，同時更換立輪軸承非常困難且時間長，如果此處的輥道出現故障，會直接造成軋機停車。

1.3 滾動軸承及軸承箱故障

滾動軸承在運行過程中，如果各個部件的振動頻率過高或者低于標準值，都會引起滾動軸承的故障，從而導致整個軋鋼機械設備無法正常工作。如果在搬運和安裝的過程中不注意，沒有按照生產要求選擇適應規格的軸承或者干油潤滑不當或沒有進行潤滑，都會造成滾動軸承的故障。

2 應對故障的主要措施

2.1 故障數據的采集

要避免設備發生故障，需要對故障的數據進行采集，這樣才能提前讓技術人員對故障進行準確的診斷，提前做好防御工作。數據的采集主要包含轉子的振動頻率、電機振動、齒輪振動及滾動軸的振動等方面，除了機械的運轉數據采集外，還需要將生產系統中的潤滑部分和除鱗降溫的關鍵部分的數據進行采集和分析。從故障診斷的需要來看，采集的數據越長越好，但是由于快速博里葉變換需要的時間與采集數據的長度呈現指數般增加，并且極大地增加數據的存儲孔。考慮到軋鋼機械設備的工作轉速較低的情況，設定的每組原始采集數據的長度為2048點較為合適，這樣可以覆蓋上述的特征頻率成分。

2.2 輥道立輪的改造

為減少熱鋸機輸送輥道出現故障的幾率，本文針對寶特韶關軋鋼分廠鋸區輥道設備進行改造，通過現場分析，對鋼材表面造成的劃傷點主要是輸送輥道的立輪，立輪軸承因潤滑脂受高溫烘烤容易結焦而經常卡死并造成棒材表面劃傷，在原有的輥道立輪安裝方式上如果要恢復立輪旋轉就需要將輥道蓋板吊出在線外拆卸立輪清洗或更換軸承才行且耗時很久，這樣的固定方式在生產的過程中一旦出現立輪卡死的情況，就會造成很長的誤產時間從而影響生產效率。針對立輪卡死后恢復要耗時久這個問題，通過采用改變立輪固定的方式，將原先立輪的固定方式改造成只用4枚M16的螺栓固定的可輕易拆卸的固定方式，改造后更換一個立輪所需時間是原先所需時間的20%左右，大大提高了檢修效率，可解決立輪卡死后拆卸困難且耗時長的問題。另外，原立輪輪軸油孔不利于對其進行加油及維護，給油周期需短，否則高溫烘烤就會使輪軸加油孔里的干油結焦變硬堵死油孔，使得下次加油時無法再經過加油孔對立輪進行加油，只能用人工拆卸，需耗費大量的人力來加油維護，針對這一狀況，通過重新設計新的立輪輪軸來代替原輪軸，采用增大加油孔的直徑并在輪軸上增加一條新的導油槽，改進后的立輪軸，立輪的加油周期可延長70%以上，極大地節省油品的消耗及人工成本。同時，熱鋸輥道立輪的工況環境較差，鋸切時產生的鋸屑與冷卻水混合板結等使立輪腐蝕、磨損嚴重，加劇了立輪滾動軸承的損壞。針對立輪滾動軸承容易損壞的問題，我們將靠近熱鋸機前后的輥道立輪的軸承改成了自潤滑的銅套，通過改造降低了立輪軸承損壞率和軸承備件的消耗。

2.3 干油潤滑系統的配合使用

在軋鋼機械設備的安全運轉當中，除了輥道之外，還需要進行干油潤滑才能降低設備出現故障的幾率。本文中主要是進行集中潤滑的闡述。在集中干油潤滑系統中，主要裝置包括電動干油泵、干油箱、切換閥、壓力繼電器、時間繼電器、壓力指示器、液位開關、分配器、控制柜及控制柜力的設備、過濾器等。當軋鋼設備的輥道正常使用時，系統會開啟到自動運行的狀態，當設備停止工作后，系統也會統計運行。其系統工作是通過設立干油站來進行的，工作是電動機帶動潤滑泵從儲油桶吸入潤滑脂，壓送到換向閥，通過換向閥交替向外部兩條管路供油，換向閥由管路上的末端差控制器控制換向，當兩條管線交替供油完成一個周期是潤滑泵自動停止供油，在設定的供油間隔時間到時潤滑泵自動啟動再完成下一個供油周期。當儲油桶內的油位到達低位時，補油閥自動開啟集中干油泵站為油桶補油，當油位上升到高位時，補油自動停止。

3 結語

總而言之，要保證軋鋼機械設備的安全運轉，必須從設備的主要部分入手，收集到相關的故障數據后，對相應的部分進行整改和維護，這樣才能大大降低故障發生的概率。

參考文獻

[1]劉展，花磊.試論軋鋼機械設備的故障診斷與機械設備安全運轉的重要關系[J].中國機械，2015，（9）：132-133.

[2]李艷，李艷峰.關于軋鋼機械振動故障的診斷分析[J].冶金經濟與管理，2014，（3）：117.

（作者單位：寶鋼特鋼韶關有限公司軋鋼分廠）