關于卷取機的卷筒常見故障分析與對策探討

劉躍偉

（河北鋼鐵集團邯鄲鋼鐵公司冷軋廠，河北 邯鄲 056000）

卷曲機是冷軋生產線卷曲段的關鍵設備，其作用是將一定規格和長度的帶鋼卷曲為鋼卷，以便于帶鋼收卷打捆和裝卸運輸。冷軋卷曲生產時，卷取機需要對帶鋼施加非常大的彎曲力才能將帶鋼卷曲成型，而同時卷取機的各機械部件會因此承受非常大的壓力作用，特別是對于一些厚規格帶鋼產品更是如此。

卷筒作為帶鋼卷曲中的主要受力部分，與帶鋼表面直接接觸，承受著非常大的摩擦力和卷曲張力，因此滾筒也是卷取機當中容易出現各類機械故障的部分，嚴重制約著冷軋生產線的快速連續運行，對產品質量也有著很大的影響。本文分析了卷取機卷筒結構和常見故障問題，并提出了相關的維修維護措施。

1 卷筒結構及工作原理

卷筒是卷取機的核心部件，其結構組成主要包括主軸、楔形拉桿、液壓鉗口、聯軸器、連桿、棱錐軸、旋轉接頭、漲縮油缸、軸頭支撐裝置、扇形板、軸承、傳動齒輪等。主軸為空心柱體，其內部的軸向與徑向內孔連接貫通；楔形拉桿位于主軸徑向孔內，其左側與柱塞斜面相接觸，右側與油缸活塞環連接以幫助卷筒主軸進行徑向位移。

在帶鋼卷曲時，卷筒會在卷曲電機和各傳動機構的帶動下不斷旋轉；同時漲縮油缸推動芯軸中的拉桿作軸向移動，并與滑動楔形拉桿相配合實現卷筒的漲縮。當卷筒直徑擴大到一定程度達到預卷狀態時，鉗口液壓缸帶動鉗口張開加緊帶鋼，卷筒便會在助卷輥的幫助下進行帶鋼卷曲作業。

2 卷筒常見故障分析與對策探討

（1）潤滑不良，卷筒漲縮失效。卷筒漲縮時，扇形板擴徑以使帶鋼與卷筒緊密接合達到預緊狀態以便于卷曲。隨著帶鋼層數的不斷增加，卷筒表面承受的徑向壓力也隨之增大，當卷筒卷曲帶鋼達到一定層數時。卷筒會在帶鋼箍緊力的作用下“縮徑”。

如果此時拉桿等部位潤滑不良，活動不暢的話則會導致扇形板不能下滑收縮，繼而使卷筒正常漲縮受到影響，使卷筒承受極大的徑向和切向應力。卷筒原有的潤滑方式為手動甘油潤滑，潤滑介質為二硫化鉬，需要人員定期用干油槍分別向各注油點逐點打入供油。潤滑的不便和人工操作的方式為設備潤滑帶來了很多的不確定性，往往導致扇形板斜面得不到良好的潤滑。

對此我們對卷筒的潤滑系統進行改進，一般的經驗是從扇形板端面進行深長孔改造，將扇形板上各單獨的注油孔串聯起來形成統一的注油孔和潤滑線路，改善潤滑效果；針對卷筒潤滑頻繁，潤滑要求高的問題，為避免人工注油不及時，注油量不足，可設置自潤滑柱或是自動潤滑泵，將原有的人工注油方式改為自動注油。

（2）鉗口窗受交變力沖擊產生裂紋。在卷筒漲縮的過程中，在拉桿、棱錐軸和鉗口機構聯動作用影響下，鉗口拉條在扇形板窗上的移動會對鉗口窗左端面造成壓應力，并且該壓應力始終存在于帶鋼卷曲過程中。在長時間不斷的交變壓力沖擊下，鉗口窗、扇形板等部位配合面之間的磨損量逐漸增加，配合間隙不斷增大，甚至產生裂紋；隨著磨損量的增加和配合間隙的增大，扇形板的強度也會明顯下降，因此縮短了卷筒壽命。

對彎曲嚴重的扇形板可先進行壓力矯直，將彎曲變形控制在0.4mm內后再行加工修復。鉗口扇形板可能會發生多個方向的扭曲變形，難以通過矯直處理。扇形板鉗口窗部位在每次修復之前必須檢測細紋、龜裂的出現和發展，做磁粉探傷；同時可在鉗口窗左端面用銅襯加固，同時適當減薄鉗口拉條對應的長度尺寸，使鉗口拉條的導向性能得到增強，及時補償壓潰間隙。此外，還可對扇形板制作材料進行改進，采用具有較高疲勞極限和良好抗沖擊性能的42CrMo超高強度鋼制作扇形板。如此則可有效改善扇形板的力學性能，降低其磨損，延長使用壽命。

（3）棱錐軸斜面T形勾頭磨損。棱錐軸結構復雜，對各部分尺寸精度要求非常高，直接影響到卷筒裝配性能和使用壽命。在扇形板徑向運動時，棱錐軸斜面T形勾頭與扇形板斜面T形槽部位之間反復接觸摩擦，T形斜面會承受帶鋼卷曲帶來的彎矩和扭矩壓力，久而久之則會造成棱錐軸斜面T形勾頭的嚴重磨損，使配合副間隙增大。

棱錐軸斜面T形勾頭磨損時，卷筒高速旋轉的離心力會使離心力倒向一側，不僅使卷筒空轉時的噪音增大，而且影響帶鋼卷形，嚴重時造成帶鋼波紋邊干涉而停機。

過去通常都是采用補焊的辦法對棱錐軸斜面T形勾頭和扇形板T形槽的磨損進行修復，這樣的修復方式不僅費時耗力，而且反復大量的補焊也會對部件材質性能和結構形狀帶來影響。修復時可根據需修復部位的母體材質和磨損量對T形勾頭進行補焊；而扇形板T形槽的磨損修復則可采用銅襯修補法，先對溝槽按照最大磨損尺寸進行擴口加工，然后采用增厚銅襯補償其間隙。銅襯宜采用具有高強度和良好耐磨、耐腐蝕性的含鐵鎳元素的鋁青銅合金，以提高斜面的耐磨性能。

這樣就避免了采用補焊方式修復溝槽磨損帶來的不利影響，修復時只要嚴格控制配合間隙和斜面精度要求，同樣可以保證卷筒良好的使用性能。

3 結語

通過對卷取機卷筒常見故障的分析，其故障多與各部件磨損有關。因此，改善卷筒活動和接觸部位的潤滑效果，選用更具強度和耐磨性能的摩擦面材質是減少卷筒故障，提高其使用壽命的關鍵。