棒材軋線傳動設備常見故障分析

高 磊，馬彥平，王 利

（新疆昆玉鋼鐵有限公司，新疆 伊犁 833200）

新疆昆玉鋼鐵有限公司軋鋼廠全連軋100 萬t棒材生產線于2011 年6 月開始工程設計，編制設備技術規格書，2011 年11 月設備訂貨，2012 年7 月份進行土建鋼結構施工、設備安裝，2013 年7 月投產，1 個月達產達效。主軋線共布置有18 架軋機，所有軋機均為平立交錯、全連軋、短應力線、高剛度軋機。其中，粗軋機6 架（1H～6V），輥徑Φ680mm～Φ580mm，中軋8 架（7H～14V）,輥徑450 mm，15～18 架為4架精軋機組（15H，16H/V，17H，18H/V），輥徑350 mm，全線布置了3 臺平立轉換軋機。1H 粗軋件前配置夾送輥，夾送輥的作用是對軋件進行夾送，使軋件順利咬入1 號軋機。全線優化布置了3 臺啟停時飛剪。

1～12 架粗中軋減速機的軋機與減速機之間采用十字頭式萬向連接軸連接。13～18 架為鼓形齒式（俗稱葫蘆頭）連接軸，規格為365 mm。萬向式連接軸的優點：接軸允許傾角大，壽命長，更換效率高，維護量低；缺點是因傳動間隙大造成高轉速情況下用在平軋機上振動大，扁頭套損壞頻繁。葫蘆頭式接軸的優點是：允許傾角小，在高低速工況下均運行平穩，振動小；缺點：用到立軋機上時，與減速機相連的葫蘆頭易損壞，壽命短，維修工作量大。

主軋減速機為硬齒面減速機，齒輪采用滲碳鋼，齒部表面淬火磨齒加工，機殼為鋼板組合焊接加工而成。其中，14 H/V、16 H/V、18 H/V 平立轉換軋機的減速機為雙速比的減速機，通過撥叉進行換擋，以實現主電機一定轉速范圍內（此范圍內輸出扭矩和功率較大），軋機生產大小不同規格時對軋輥轉速的要求。

全線共布置了3 臺啟停式飛剪，其中，1 號飛剪布置在粗軋機與中軋機之間，承擔軋件切頭和事故碎斷工作，2 號飛剪布置在中軋機與預精軋機之間，承擔軋件切頭尾和事故碎斷工作。2 號飛剪在回轉過程中，存在加速、剪切、制動、回位等四個過程，剪臂上的剪刃在剪切軋件時，其剪切速度必須大于軋件的運行速度，剪刃的剪切速度與軋件速度的比值稱為超前率（也稱超前量），軋件規格的不同，超前量的設定略有不同。3 號飛剪布置在成品軋機后，承擔倍尺分段工作。

1 棒線主軋傳動設備常見故障及分析

1）軋機減速機、聯合齒輪箱軸承損壞、齒輪損壞故障，主要有：粗中軋4V、7H 減速機軸承損壞、低速大齒輪斷齒故障，一級螺旋齒輪損壞故障；昆玉17架、18 架換擋減速機軸斷故障，故障處理過程：生產線正常過鋼中，17 架、18 架軋機突然失速，停機拆解檢查，減速機齒輪軸斷裂，通過更改生產工藝，將前面架次不用的同類型換擋減速機拆解出齒輪軸或整體更換損壞的減速機進行替代，臨時應付生產。

2）成品軋機（18H/V）離合器對中性差，合不上故障。故障現象：18 架平立轉換軋機在立式軋機狀態需要換輥時和品種切換時，需要立式轉平式或者平式轉立式，離合器開合較為頻繁，平立轉換后機架定位發生變化，常發生離合器不對中問題。特別是生產大規格產品（單線生產品種）時，18 架處于立式狀態，更換軋機時需要立式轉平式，開合離合器時耗時長，影響車間正常生產，離合器對中過程中，內齒圈與外齒圈是否對中難以檢測，只能靠合離合器來判斷，易造成齒受撞擊變形，此故障屬于頻發故障。

3）2 號飛剪帶頭故障。所謂飛剪帶頭，是指飛剪剪掉軋件頭部后，頭部上翻，落到軋件上，隨軋件一起進入下個道次的軋機，造成下道次軋機堆鋼故障。統計某一年，曾發2 號帶頭故障20 多次，平均每月造成軋廢2 支，造成停軋故障30 min 左右，對車間的生產影響較大。在處理帶頭過程中，人與紅鋼接觸較近，存在安全傷害危險。因此找出真正原因加以解決，成為當務之急。

2 解決措施

多年來，對此類故障認真分析原因，從技術創新、設備革新方面入手，制定了如下解決措施，對以上故障逐一進行消除。

粗軋減速機軸承、齒輪損壞故障損壞后，由于前6 個軋制道次不可或缺，無法甩開軋機進行生產，處理不及時，容易形成事故。

2.1 粗中軋減速機軸承損壞、低速大齒輪斷齒故障分析

因軋線減速機承受的載荷巨大，軸承設計要求為外國著名品牌，軸承采購渠道有問題，無法證明是外國原裝進口，軸承質量差，造成齒輪軸軸承內外圈過早磨損、軸承游隙變大超標準[1]，進而造成齒輪軸徑向跳動大，造成與之相嚙合的大齒輪嚙合接觸面積減少，輪齒局部載荷過大，造成齒面因擠壓而剝落損壞。今后避免措施：軸承供應部門要完善招投標制度，采購外國原裝軸承，需附報關單，對出事故的軸承供貨中間商建立淘汰機制；周期性地對粗中軋減速機開窺視孔蓋檢查，對齒輪和軸承的狀態進行確認，發現斷裂前兆及時進行處理。

2.2 平軋減速機一級軸軸承的選用

平軋減速機一級軸軸承選用有問題，特別表現在7H 減速機上，小齒軸兩盤軸承選用雙列調心短圓柱滾子軸承，這種軸承能補償軸的彎曲變形，但是承受軸向負荷的能力不大，由于軋機減速機齒輪為斜齒輪，重負載下，小齒軸承受很大的軸向力，造成了一軸輸入定位軸承保持架的破裂。采取將7H 減速機一軸（輸入軸）軸承改為雙列向心圓錐滾子軸承，另一端（悶蓋端）不改，將雙列向心圓錐滾子軸承安裝并調整好軸向游隙后，能承受很大的軸向力、徑向力，解決了這一問題。

2.3 螺旋齒輪損壞故障螺旋齒輪損壞故障分析

減速機一二級的螺旋傘齒輪裝配調整不合理，是造成本次螺傘損壞的直接原因。解決措施：利用崗位練兵、技術比武的手段，提高維修工螺傘調整的技巧和經驗，螺傘調整過程中，采用紅丹粉涂抹到嚙合面上，計算齒輪的嚙合面積，單個齒的嚙合面積要不低于齒面總面積60%，如果達不到，通過在螺傘齒輪軸軸承定位側增減調整墊的辦法來解決。

2.4 17 架、18 架換擋減速機軸斷原因分析

齒輪軸的設計原因所致，軸的設計強度不足，安全系數不夠，分析是由于廠家對軋機減速機、聯合齒輪箱設計缺陷造成了軸的斷裂。解決措施：將17 架、18 架軋機減速機的高速齒輪軸改為件一根整體軸，鍛件加工，合理確定軸上鍵槽尺寸，避免尖角銳角在軸上出現[2]，改進后的齒軸如圖1 所示。

圖1 改進后的齒軸圖（mm）

2.5 成品軋機（18H/V）離合器故障原因分析

通過對平立轉換軋機機架的定位結構形式仔細研究分析，在原來靠導輪支撐，滑道定位塊和機架鎖緊缸定位的基礎上，機架兩側增加液壓輔助定位系統，保證了離合器對中快速調整和輔助定位。

利用大項修時機更換磨損、變形的旋轉框架及底座，更換滑道里的托輪部套，重新調整旋轉框架軋機的標高、錐箱輸入軸與變速箱輸出軸的同軸度。

2 號飛剪帶頭故障、原因分析及解決措施：

1）前后導槽的形狀的大小、高度位置的不合適，對帶頭有重要影響。特別是前導槽口的形狀尺寸和高度不合適，易造成軋件在通過飛剪時不穩定，造成切頭飛行下落的軌跡不穩定，易造成帶頭。解決措施：對飛剪前后導槽喇叭口的形狀、大小進行優化，將前導槽靠近剪刃的導槽出口改小，導槽與下面的腿部支座采用4 個螺栓連接，導槽高度可調，確保無論是生產大小規格材時，軋件實際的中心線高度在軋制線上，確保剪切時上下剪刃同時接觸軋件，確保剪切過程的穩定性。

2）超前量設定不合理，會造成飛剪帶頭。解決辦法：研究飛剪位置控制的控制過程，優化停止位置角度，根據飛剪位置控制機理合理設定超前系數，將超前西數設定在1.07%～1.08%之間，在1.08%為最佳。

3）飛剪剪前輥道的輥子磨損、卡阻，前后導槽的磨損、高度位置不合適。解決辦法：將飛剪前磨損嚴重的輥子全部更換，禁止焊輥面，確保軋機在輥道里運行的穩定性。

3 結語

多年來，通過上述故障解決、預防改進措施的實施，很好地解決了昆玉棒材軋線減速機的典型設備故障，確保了軋機傳動大設備的安全完好運行，以上故障及解決方案為國內同類棒材設備故障的解決提供了一個很好的解決思路，具有借鑒意義。