吐丝机振动异常原因及解决措施

唐 嘉 张其斌 张成亮 彭仲龙 王水龙

（方大特钢科技股份有限公司 南昌）

一、前言

高线是方大特钢是自动化程度较高的一条生产线，2008年10月投产，主要产品为直径5.5～20 mm的光面圆钢盘条及直径18～50 mm的圆钢盘条，以生产优质碳素结构钢、低合金钢、合金结构钢、冷镦钢、焊条钢、弹簧钢等为主的生产线。吐丝机采用比较先进的摩根六代机型，成品设计轧制速度120 m/s。随着高线的发展，高速线材的成品速度可达到110 m/s，但由于吐丝机本身的结构特点，在生产过程中振动偏大，这也是困扰国内高线厂的突出问题。卧式吐丝机电机功率600 kW，电机额定转速1500 r/min，最大吐丝速度120 m/s，线圈直径1050 mm，增速比1.7179，线材直径 5.5～20 mm，倾角 20°。

二、吐丝机振动的主要原因

（1）由于吐丝机为悬臂式结构，吐丝管的支座长度800 mm，主轴为空心轴长度1000 mm，这种结构刚性小，其抗振性能差。吐丝机在高速旋转过程中会产生离心力，如果动平衡不好，会产生较大的振动。

（2）吐丝机剖分导管直径1154 mm，在生产过程中导管内壁会产生不规则磨损，吐丝锥、吐丝盘与导管间隙超差造成振动，当间隙＜2 mm时，吐丝锥发热导致吐丝盘偏导板与导管摩擦。当间隙＞4 mm时，导致间隙内卡钢，引起吐丝锥及机体损伤。

（3）吐丝机吐丝锥冷却水压力最小应＞0.15 MPa，过小或过大对吐丝锥散热和运行的影响都比较明显。

（4）气体弹簧的作用是调节吐丝机端部大轴承的径向跳动，对调整吐丝机的振动大小有着至关重要的影响。

（5）吐丝管动不平衡造成振动，吐丝管重量、材料、壁厚不规范，吐丝管弯曲曲线不规范，吐丝管管夹安装不规范，吐丝管严重磨损或氧化铁皮粘接，均会导致动不平衡。

（6）工艺控制吐丝圈型不稳定，而影响到产品质量和生产顺行出现线圈紊乱、成圈不圆，大小不均、排列不齐，进一步影响吐丝机的振动。

（7）入口段骨架油封安装在水套之上的，水套硬度28～34 HRC，材料Q235，在运转过程中，密封件和轴套都有不同的磨损，一旦磨损那对入口段的轴承影响是致命的，会加大吐丝机的振动。

（8）伞齿轮间隙过大或吐丝机端部大轴承的径向游隙过大，也会产生较大的振动，而且会给机座带来严重的损伤。

三、解决措施

（1）不管是工艺操作及设备维护人员都必须经过严格的培训、考试后上岗，而且要有极强的责任心，因为高速区无小事，任何人为的失误都会导致严重的后果；经过培训过的人员对设备的性能及参数有详细的理解，对设备运行中发生的故障能够及时的做出正确的判断，以便把损失降到最低。

（2）制定合理的定期检查与检修制度，因吐丝机振动而造成联轴器不对中或地脚螺栓松动，应重新进行对中找正，其径向偏差不应超过0.1 mm。每隔3个月对伞齿轮进行检测，保证伞齿轮侧隙在0.35～0.42 mm范围之内，啮合接触斑点长度方向≥70%，高度方向≥75%。吐丝机端部大轴承每6个月检测1次，如径向游隙超0.5 mm，那么就必须对吐丝机进行大修更换轴承。

（3）严格执行摩根设备的检修标准。做好轴承的清洁、预润滑工作及轴承的尺寸复核，轴承的宽度误差在0.02 mm之内可以上线使用。对轴承安装配合的座孔或轴进行测量，检查尺寸是否在公差范围内。

（4）尽量采用具有消磁功能的电磁感应加热器，严格控制加热温度应＜120℃。对每盘安装的轴承前后游隙都要进行检测，而且安装完的齿轮要对啮合面、齿侧隙进行全面检查，确保都在标准范围之内。

（5）吐丝盘偏导板开裂或动不平衡造成振动，应定期检查吐丝锥是否开裂，动平衡块是否丢失.并且每班检查吐丝盘与导管的间隙。考虑到吐丝机轴承磨损及径向跳动，调整控制间隙在2.5～3 mm最佳。

（6）定期对吐丝机做动平衡检测，保证吐丝机在运行过程中振动值＜5 mm/s。根据经验，气体弹簧的调节应在吐丝机运转过程中进行，定期6～8个月更换失效的气体弹簧，控制吐丝机端部大轴承的径向跳动。

（7）水压是容易忽略的因素。在不影响吐丝机入口段水套及吐丝锥冷却的情况下，控制冷却水压为0.2～0.25 MPa。水压过大会对吐丝锥运转造成阻力，从而影响吐丝机的运行。实践证明，水套的硬度改为58～62 HRC会极大延长水套的使用寿命。

（8）吐丝管的安装对吐丝管的使用寿命及吐丝机的运行至关重要，必须严格规范吐丝管的安装步骤。吐丝管定位安装要做到三点定位、对称安装、对称固定、对称设扭。管夹与表面吻合良好、接触面积最大化。吐丝管对中良好、安装到位。吐丝管定位夹M16螺栓设定扭力矩150N·m，吐丝盘定位螺栓M24为500N·m。

吐丝管固定可靠，不得有任何横向和纵向的松动。当个别有轻微松动时，必须对吐丝管固定状况确认。吐丝管夹不得有任何损伤，否则立即更换，紧固管夹时不能使土丝管变形。应确保水雾冷却喷嘴的45°方向正确、水雾效果正常。吐丝机管夹每工作一天用扭矩扳手校正一次。加强工艺和设备的合作、沟通，制定合理的各个规格吐丝机、夹送辊的工艺配置，确定正确工艺轧制的参数。

四、效果验证

通过对吐丝机系统存在的缺陷及操作维护方法的改进及创新，吐丝机运行的稳定性得到大幅度提高。

吐丝机振动值＜7 mm/s，始终控制在0.5～2 mm/s。吐丝管的轧制吨位由原来的5000 t升至10 000 t，每月使用量不超过5根，备件消耗大幅度减少。设备开动率＞99.5%，最大限度地发挥了设备潜能。对工艺圈形的影响降到最低，有效解决了因设备带来的大小圈、断丝等问题。

五、结束语

通过以上对设备系统的改进和维护方法的创新，方大特钢高线吐丝机自2008年运行投产以来，运行平稳，未出现过由于吐丝机的设备问题而影响生产的情况，吐丝机的使用寿命周期大大超过摩根要求的检修周期，备件成本得到有效控制，设备精度达到工艺要求。