轧钢机械设备故障诊断与安全运转的关系分析

莫振锦 冯超毅

摘 要：本文概述了轧钢机械设备的含义；通过对当前轧钢机械设备存在的故障及其应对措施的分析，探讨了安全运转的重要性及两者之间的关系。

关键词：轧钢机械设备；故障诊断；安全运行

随着我国工业化进程的快速推进，轧压钢铁机械设备在促进社会发展方面发挥了重要推动作用。特别是当前我国正处于工业结构转型升级的关键时期，提升轧压钢铁机械设备运行效率刻不容缓。因此，对其进行故障诊断分析具有重要的意义。

1 当前轧钢机械设备存在的故障及原因

1.1 转子振动不平衡

轧钢机械设备存在的故障问题会对设备的安全运转及企业的效益产生负面的影响。其中最主要的原因就是轧钢機械设备在运转当中的转子振动不平衡的问题。在轧钢机械设备的生产制造或者安装过程中，如果将转子的中心安装偏移，会产生不平衡的状态或者是后期因为干油润滑不到位，转子在运行时磨损严重，也会造成偏转不平衡。在铸造轧钢设备运行当中，干油润滑系统设计不到位，无法帮助机械各零部件进行润滑工作，让零部件直接接触，从而导致故障发生。转子振动不平衡还会让机械设备的地脚松动，从而引起整个轧钢设备明显的非线性振动，从而使各部分的零部件松动，影响正常工作。

1.2 辊道故障和润滑不当

在宝特韶关轧钢现场机械设备所有的故障当中，产生故障的主要原因是热锯机输送辊道（包括立轮等直接与钢材接触的设备）出现卡阻后对钢材表面造成划伤，所以为了避免设备出现更多故障现象，需要对原有的辊道及立轮进行重新设计和改良。热锯机辊道立轮受高温烘烤、锯切环境恶劣等因素，轴承容易损坏卡死并造成钢材表面划伤，热锯区辊道输送线长，辊道立轮多，在生产中很难查找到某一立轮卡死，同时更换立轮轴承非常困难且时间长，如果此处的辊道出现故障，会直接造成轧机停车。

1.3 滚动轴承及轴承箱故障

滚动轴承在运行过程中，如果各个部件的振动频率过高或者低于标准值，都会引起滚动轴承的故障，从而导致整个轧钢机械设备无法正常工作。如果在搬运和安装的过程中不注意，没有按照生产要求选择适应规格的轴承或者干油润滑不当或没有进行润滑，都会造成滚动轴承的故障。

2 应对故障的主要措施

2.1 故障数据的采集

要避免设备发生故障，需要对故障的数据进行采集，这样才能提前让技术人员对故障进行准确的诊断，提前做好防御工作。数据的采集主要包含转子的振动频率、电机振动、齿轮振动及滚动轴的振动等方面，除了机械的运转数据采集外，还需要将生产系统中的润滑部分和除鳞降温的关键部分的数据进行采集和分析。从故障诊断的需要来看，采集的数据越长越好，但是由于快速博里叶变换需要的时间与采集数据的长度呈现指数般增加，并且极大地增加数据的存储孔。考虑到轧钢机械设备的工作转速较低的情况，设定的每组原始采集数据的长度为2048点较为合适，这样可以覆盖上述的特征频率成分。

2.2 辊道立轮的改造

为减少热锯机输送辊道出现故障的几率，本文针对宝特韶关轧钢分厂锯区辊道设备进行改造，通过现场分析，对钢材表面造成的划伤点主要是输送辊道的立轮，立轮轴承因润滑脂受高温烘烤容易结焦而经常卡死并造成棒材表面划伤，在原有的辊道立轮安装方式上如果要恢复立轮旋转就需要将辊道盖板吊出在线外拆卸立轮清洗或更换轴承才行且耗时很久，这样的固定方式在生产的过程中一旦出现立轮卡死的情况，就会造成很长的误产时间从而影响生产效率。针对立轮卡死后恢复要耗时久这个问题，通过采用改变立轮固定的方式，将原先立轮的固定方式改造成只用4枚M16的螺栓固定的可轻易拆卸的固定方式，改造后更换一个立轮所需时间是原先所需时间的20%左右，大大提高了检修效率，可解决立轮卡死后拆卸困难且耗时长的问题。另外，原立轮轮轴油孔不利于对其进行加油及维护，给油周期需短，否则高温烘烤就会使轮轴加油孔里的干油结焦变硬堵死油孔，使得下次加油时无法再经过加油孔对立轮进行加油，只能用人工拆卸，需耗费大量的人力来加油维护，针对这一状况，通过重新設计新的立轮轮轴来代替原轮轴，采用增大加油孔的直径并在轮轴上增加一条新的导油槽，改进后的立轮轴，立轮的加油周期可延长70%以上，极大地节省油品的消耗及人工成本。同时，热锯辊道立轮的工况环境较差，锯切时产生的锯屑与冷却水混合板结等使立轮腐蚀、磨损严重，加剧了立轮滚动轴承的损坏。针对立轮滚动轴承容易损坏的问题，我们将靠近热锯机前后的辊道立轮的轴承改成了自润滑的铜套，通过改造降低了立轮轴承损坏率和轴承备件的消耗。

2.3 干油润滑系统的配合使用

在轧钢机械设备的安全运转当中，除了辊道之外，还需要进行干油润滑才能降低设备出现故障的几率。本文中主要是进行集中润滑的阐述。在集中干油润滑系统中，主要装置包括电动干油泵、干油箱、切换阀、压力继电器、时间继电器、压力指示器、液位开关、分配器、控制柜及控制柜力的设备、过滤器等。当轧钢设备的辊道正常使用时，系统会开启到自动运行的状态，当设备停止工作后，系统也会统计运行。其系统工作是通过设立干油站来进行的，工作是电动机带动润滑泵从储油桶吸入润滑脂，压送到换向阀，通过换向阀交替向外部两条管路供油，换向阀由管路上的末端差控制器控制换向，当两条管线交替供油完成一个周期是润滑泵自动停止供油，在设定的供油间隔时间到时润滑泵自动启动再完成下一个供油周期。当储油桶内的油位到达低位时，补油阀自动开启集中干油泵站为油桶补油，当油位上升到高位时，补油自动停止。

3 结语

总而言之，要保证轧钢机械设备的安全运转，必须从设备的主要部分入手，收集到相关的故障数据后，对相应的部分进行整改和维护，这样才能大大降低故障发生的概率。

参考文献

[1]刘展，花磊.试论轧钢机械设备的故障诊断与机械设备安全运转的重要关系[J].中国机械，2015，（9）：132-133.

[2]李艳，李艳峰.关于轧钢机械振动故障的诊断分析[J].冶金经济与管理，2014，（3）：117.

（作者单位：宝钢特钢韶关有限公司轧钢分厂）