连续带钢热镀锌机组飞剪故障诊断

杨晓敏，廖嘉豪

（攀钢集团攀枝花钢钒有限公司冷轧厂，四川攀枝花 617000）

1 设备简介

2#热镀锌带钢机组的出口旋转滚筒式飞剪是机组的关键设备，由法国克莱西姆（VAI-CLECIM）公司设计，陕西压延实业有限公司制造。其主要结构为机架、剪切装置、稀油润滑装置、剪刃间隙调整装置、传动装置等。剪刃安装在滚筒上与轴线夹角2.176的螺旋槽内，剪刃的侧间隙通过间隙调节装置调节，剪刃重叠量通过调整剪刃底部的垫板度来实现（图1）。滚筒式飞剪具有结构简单、旋转平衡性好、剪切速度高、设备重量轻等特点。对于带钢不需要高精度定尺寸剪切时，作为切断分卷、取样、切废的需求，其具有剪切速度快、剪切速度范围大、冲击载荷小、工作效率高等优点。

2 故障现象

（1）带钢无法剪断。剪刃间隙调整完毕，频繁出现带钢无法剪断、剪切时带钢出现折弯的现象。

（2）刀刃损坏。剪刃频繁出现打刀变钝现象。

（3）剪刃间隙调整困难。到了后期频繁出现剪刃间隙调整困难，生产同一规格带钢时，需要反复调整剪刃间隙才能剪断带钢。

（4）振动、异音增大。剪切时剪切装置振动和异音增大，传动电机过流掉电。

3 故障分析

根据飞剪剪切时出现无法剪断、带钢折弯、剪刃损坏、振动和异音增大等现象分析，系剪刃间隙过大或过小所致。

图1 剪刃装配图

3.1 剪刃间隙调整装置故障

剪刃间隙调整通过蜗杆旋转使涡轮旋转，推动涡轮左端带有螺纹的轴与机架螺纹孔配合产生轴向移动，推动上滚筒的2个斜齿轮（同步齿轮）轴向移动，止推轴承承受轴向力，防止2 个斜齿轮向右移动（齿轮为右旋，剪切时产生向右的轴向力）。因为活动时2 个同步齿轮在上滚筒轴和滑动键上轴向移动，下滚筒的固定同步齿固定不动，上滚筒的2 个同步齿轮在啮合力的驱动下产生旋转运动，从而实现剪刃间隙增大或减小。蜗轮、蜗杆传动具有自锁功能，可以防止2 个斜齿轮（同步齿轮）轴向窜动而导致剪刃间隙发生变动。

剪刃间隙在生产过程中出现忽大忽小的现象，上、下滚筒旋转时剪刃相对位置变化范围增大，是导致间隙出现波动的原因。因上、下滚筒同步齿的啮合齿侧间隙设计值为0，同步齿出现磨损后齿侧间隙增大，将直接导致剪刃间隙增大。

3.2 轴承间隙增大

滚筒轴承间隙超标，滚筒在旋转中因离心力发生径向跳动，导致剪刃侧间隙变大和变小及剪刃重叠量发生变化。

剪刃间隙调整装置和滚筒轴承出现缺陷，是导致剪切故障的主要原因，需要停机检修。

4 检查与分析

4.1 间隙调整装置

（1）同步齿有齿面点蚀和胶合现象（图2）。说明间隙过大导致加、减速时滚筒出现冲击载荷。

（2）测量同步齿啮合侧间隙为0.22 mm。设计值为0 mm，因此间隙超差0.22 mm。

（4）测量活动同步齿键槽尺寸：40.02 mm，测量滑动键宽度尺寸：39.74 mm，实际配合间隙0.28 mm。设计尺寸：40Js9/40h9，最大配合间隙：0.093 mm。实际配合间隙超差为0.127 mm，滑动键尺寸超差0.198 mm。

（5）滑动键联接螺栓断裂（图3）。

4.2 滚筒轴承

（1）上传动侧轴承间隙：0.03 mm。

（2）下传动侧轴承间隙：0.11 mm。

（3）上操作侧轴承间隙：0.02 mm。

（4）下操作侧轴承间隙：0.02 mm。

下传动侧轴承间隙较其余3 套轴承大0.08 mm，出现非正常磨损。

图2 齿面点蚀和胶合

图3 螺栓断裂

4.3 分析

（1）剪刃间隙调整装置各零部件尺寸超差和轴承间隙超差是导致剪刃间隙变化的主要原因，需要修理和更换零部件。

（2）滑动键联接螺栓断裂，说明同步齿在运行过程中受到的冲击负荷较大，系尺寸和配合间隙超差所致。

（3）结合同步齿的点蚀和胶合现象，各零部件出现磨损尺寸超差，轴承磨损间隙超差，导致系统积累误差过大等现象。说明剪刃间隙调整装置的零部件润滑效果较差。操作侧轴承润滑油脂：3#二硫化钼；稀油润滑油脂：重负荷齿轮油320#。需对润滑油进行化验检查。

5 修复

5.1 间隙调整装置

（1）同步齿齿面修磨。齿面点蚀和胶合使表面粗糙度和接触精度降低，导致润滑效果降低。经过修磨提高表面粗糙度提高啮合精度。

垫片厚度按式（1）计算：

X——主、副齿轮相对位移量（齿侧间隙），mm

L——垫片厚度，mm

图4 同步齿垫片调整示意

（3）活动同步齿齿孔尺寸超差，因为没有备件只能继续使用，其与滚筒轴配合间隙超0.031 mm，可通过提高其余零部件的配合精度进行弥补。

（4）新制滑动键。调整滑动键与同步齿的配合间隙，使其小于0.02 mm。

5.2 更换滚筒轴承

更换下传动侧轴承，将间隙调整到规定的0.02 mm。

5.3 润滑油更换

对润滑油的黏度进行分析，发现黏度低于设计值，进一步检查设备档案，发现加注的润滑油牌号与设计值不符。应加注符合设计要求的润滑油脂。

5.4 试车

检修完毕后，将剪刃间隙调整到0.02 mm，用A4 打印纸进行手动盘车剪断测试，并将间隙调整到带钢厚度10%的间隙参数，进行负荷剪断测试均能剪断。符合设计要求。

6 措施与建议

从近半年的运行情况来看，飞剪状态良好，未出现剪切故障，因此可以认为本次的故障诊断和处理是成功的。飞剪是精密的机械设备，应加强设备管理力度。遵循逢修必改的设备管理原则，针对管理中存在的问题需采取如下措施，以防止事故再次发生。

（1）修改点检标准。修改点检周期，在零部件出现磨损尺寸超差时及时更换和调整配合间隙；修改点检方法，提高点检作业质量快速查出故障点和故障原因。

（2）修改给油脂标准。定期对润滑油的理化指标进行化验，不符合的及时更换；定期补油；加强给油脂过程管理，防止因人员原因加注错误牌号的油脂。

（3）修改维修作业标准。优化检修作业操作方法，防止人为因素导致检修质量不达标；使用先进、科学的检测仪器和方法；做好检修全流程管控提高检修质量。

（4）成立精密设备管理团队。对于高、精、尖的设备，应成立专家管理团队，定期指导设备管理和进行故障诊断，提高设备管理水平。

7 结束语

设备管理是一个系统工程，设备一旦出现故障应及时处理，恢复其设计功能和精度，同时做好设备预防性维修，防止类似事故再次发生。同时，应做到逢修必改，消除设备设计、使用等方面存在的缺陷或不足，使设备检修从过去的简单拆御、保养、更换，转变为改善性维修。还应改进设备管理的制度、方法和手段，运用PDCA（Plan，Do，Check，Act，计划、执行、检查、处理）管理方法，形成闭环管理，对设备进行有的放矢的改进、改造、升级换代。只有这样，才能持续、有效地提高设备的管理水平。