連續帶鋼熱鍍鋅機組飛剪故障診斷

楊曉敏，廖嘉豪

（攀鋼集團攀枝花鋼釩有限公司冷軋廠，四川攀枝花 617000）

1 設備簡介

2#熱鍍鋅帶鋼機組的出口旋轉滾筒式飛剪是機組的關鍵設備，由法國克萊西姆（VAI-CLECIM）公司設計，陜西壓延實業有限公司制造。其主要結構為機架、剪切裝置、稀油潤滑裝置、剪刃間隙調整裝置、傳動裝置等。剪刃安裝在滾筒上與軸線夾角2.176的螺旋槽內，剪刃的側間隙通過間隙調節裝置調節，剪刃重疊量通過調整剪刃底部的墊板度來實現（圖1）。滾筒式飛剪具有結構簡單、旋轉平衡性好、剪切速度高、設備重量輕等特點。對于帶鋼不需要高精度定尺寸剪切時，作為切斷分卷、取樣、切廢的需求，其具有剪切速度快、剪切速度范圍大、沖擊載荷小、工作效率高等優點。

2 故障現象

（1）帶鋼無法剪斷。剪刃間隙調整完畢，頻繁出現帶鋼無法剪斷、剪切時帶鋼出現折彎的現象。

（2）刀刃損壞。剪刃頻繁出現打刀變鈍現象。

（3）剪刃間隙調整困難。到了后期頻繁出現剪刃間隙調整困難，生產同一規格帶鋼時，需要反復調整剪刃間隙才能剪斷帶鋼。

（4）振動、異音增大。剪切時剪切裝置振動和異音增大，傳動電機過流掉電。

3 故障分析

根據飛剪剪切時出現無法剪斷、帶鋼折彎、剪刃損壞、振動和異音增大等現象分析，系剪刃間隙過大或過小所致。

圖1 剪刃裝配圖

3.1 剪刃間隙調整裝置故障

剪刃間隙調整通過蝸桿旋轉使渦輪旋轉，推動渦輪左端帶有螺紋的軸與機架螺紋孔配合產生軸向移動，推動上滾筒的2個斜齒輪（同步齒輪）軸向移動，止推軸承承受軸向力，防止2 個斜齒輪向右移動（齒輪為右旋，剪切時產生向右的軸向力）。因為活動時2 個同步齒輪在上滾筒軸和滑動鍵上軸向移動，下滾筒的固定同步齒固定不動，上滾筒的2 個同步齒輪在嚙合力的驅動下產生旋轉運動，從而實現剪刃間隙增大或減小。蝸輪、蝸桿傳動具有自鎖功能，可以防止2 個斜齒輪（同步齒輪）軸向竄動而導致剪刃間隙發生變動。

剪刃間隙在生產過程中出現忽大忽小的現象，上、下滾筒旋轉時剪刃相對位置變化范圍增大，是導致間隙出現波動的原因。因上、下滾筒同步齒的嚙合齒側間隙設計值為0，同步齒出現磨損后齒側間隙增大，將直接導致剪刃間隙增大。

3.2 軸承間隙增大

滾筒軸承間隙超標，滾筒在旋轉中因離心力發生徑向跳動，導致剪刃側間隙變大和變小及剪刃重疊量發生變化。

剪刃間隙調整裝置和滾筒軸承出現缺陷，是導致剪切故障的主要原因，需要停機檢修。

4 檢查與分析

4.1 間隙調整裝置

（1）同步齒有齒面點蝕和膠合現象（圖2）。說明間隙過大導致加、減速時滾筒出現沖擊載荷。

（2）測量同步齒嚙合側間隙為0.22 mm。設計值為0 mm，因此間隙超差0.22 mm。

（4）測量活動同步齒鍵槽尺寸：40.02 mm，測量滑動鍵寬度尺寸：39.74 mm，實際配合間隙0.28 mm。設計尺寸：40Js9/40h9，最大配合間隙：0.093 mm。實際配合間隙超差為0.127 mm，滑動鍵尺寸超差0.198 mm。

（5）滑動鍵聯接螺栓斷裂（圖3）。

4.2 滾筒軸承

（1）上傳動側軸承間隙：0.03 mm。

（2）下傳動側軸承間隙：0.11 mm。

（3）上操作側軸承間隙：0.02 mm。

（4）下操作側軸承間隙：0.02 mm。

下傳動側軸承間隙較其余3 套軸承大0.08 mm，出現非正常磨損。

圖2 齒面點蝕和膠合

圖3 螺栓斷裂

4.3 分析

（1）剪刃間隙調整裝置各零部件尺寸超差和軸承間隙超差是導致剪刃間隙變化的主要原因，需要修理和更換零部件。

（2）滑動鍵聯接螺栓斷裂，說明同步齒在運行過程中受到的沖擊負荷較大，系尺寸和配合間隙超差所致。

（3）結合同步齒的點蝕和膠合現象，各零部件出現磨損尺寸超差，軸承磨損間隙超差，導致系統積累誤差過大等現象。說明剪刃間隙調整裝置的零部件潤滑效果較差。操作側軸承潤滑油脂：3#二硫化鉬；稀油潤滑油脂：重負荷齒輪油320#。需對潤滑油進行化驗檢查。

5 修復

5.1 間隙調整裝置

（1）同步齒齒面修磨。齒面點蝕和膠合使表面粗糙度和接觸精度降低，導致潤滑效果降低。經過修磨提高表面粗糙度提高嚙合精度。

墊片厚度按式（1）計算：

X——主、副齒輪相對位移量（齒側間隙），mm

L——墊片厚度，mm

圖4 同步齒墊片調整示意

（3）活動同步齒齒孔尺寸超差，因為沒有備件只能繼續使用，其與滾筒軸配合間隙超0.031 mm，可通過提高其余零部件的配合精度進行彌補。

（4）新制滑動鍵。調整滑動鍵與同步齒的配合間隙，使其小于0.02 mm。

5.2 更換滾筒軸承

更換下傳動側軸承，將間隙調整到規定的0.02 mm。

5.3 潤滑油更換

對潤滑油的黏度進行分析，發現黏度低于設計值，進一步檢查設備檔案，發現加注的潤滑油牌號與設計值不符。應加注符合設計要求的潤滑油脂。

5.4 試車

檢修完畢后，將剪刃間隙調整到0.02 mm，用A4 打印紙進行手動盤車剪斷測試，并將間隙調整到帶鋼厚度10%的間隙參數，進行負荷剪斷測試均能剪斷。符合設計要求。

6 措施與建議

從近半年的運行情況來看，飛剪狀態良好，未出現剪切故障，因此可以認為本次的故障診斷和處理是成功的。飛剪是精密的機械設備，應加強設備管理力度。遵循逢修必改的設備管理原則，針對管理中存在的問題需采取如下措施，以防止事故再次發生。

（1）修改點檢標準。修改點檢周期，在零部件出現磨損尺寸超差時及時更換和調整配合間隙；修改點檢方法，提高點檢作業質量快速查出故障點和故障原因。

（2）修改給油脂標準。定期對潤滑油的理化指標進行化驗，不符合的及時更換；定期補油；加強給油脂過程管理，防止因人員原因加注錯誤牌號的油脂。

（3）修改維修作業標準。優化檢修作業操作方法，防止人為因素導致檢修質量不達標；使用先進、科學的檢測儀器和方法；做好檢修全流程管控提高檢修質量。

（4）成立精密設備管理團隊。對于高、精、尖的設備，應成立專家管理團隊，定期指導設備管理和進行故障診斷，提高設備管理水平。

7 結束語

設備管理是一個系統工程，設備一旦出現故障應及時處理，恢復其設計功能和精度，同時做好設備預防性維修，防止類似事故再次發生。同時，應做到逢修必改，消除設備設計、使用等方面存在的缺陷或不足，使設備檢修從過去的簡單拆御、保養、更換，轉變為改善性維修。還應改進設備管理的制度、方法和手段，運用PDCA（Plan，Do，Check，Act，計劃、執行、檢查、處理）管理方法，形成閉環管理，對設備進行有的放矢的改進、改造、升級換代。只有這樣，才能持續、有效地提高設備的管理水平。