高速线材单臂芯轴运行中的故障现象及处理方法

张京磊

摘要：在工业生产制造中，高速线材主要用于盘条与盘螺等生产工作。其具有操作便捷、效率高等诸多优势性能，但高速线材单臂芯轴系统在实际运行过程中，比较容易受到工作环境、零部件自身质量等诸多因素的影响，而出现各种各样的故障问题。在这一背景下，本文将通过参考相关资料并充分结合笔者多年工作实践，在简单说明高速线材单臂芯轴系统基本构成的基础上，重点针对其运行中存在的常见故障、故障现象以及处理方式进行简要分析研究。

关键词：高速线材;单臂芯轴;运行故障;故障现象;处理方法

0  引言

在高速线材单臂芯轴系统运行过程中，解决其各种故障现象，及时排除各项故障隐患，不仅能够有效保障系统实现长时间、安全稳定运行，同时对于提升整体生产加工效率，扩大企业经济效益规模等均具有一定的促进作用。因此探究高速线材单臂芯轴系统运行故障及处理方法具有十分重要的现实意义。

1  高速线材单臂芯轴系统的基本构成分析

1.1 系统基本构成

单臂集卷系统是高线后部精整区域的关键设备，其芯轴系统的运行效率将直接影响到轧钢的机时产量及成材率。高速线材单臂芯轴系统的主要构成部分包括液压系统、电气系统等，在系统内部设有一个直流电机，该电机自带液压抱闸系统，用于实现芯轴垂直或翻转，由电气系统负责控制其整个工作过程[1]。芯轴电气系统的主要构成包括若干光电开关、凸轮控制器等，其中芯轴在垂直与水平方向上的精准定位交由凸轮控制器负责。各光电开关则需要分别负责令小芯棒上升或下降到指定位置、打开或关闭插板至指定位置等操作。工作人员可根据实际需要采用手动或自动等模式对芯轴操作方式进行灵活控制。其中单臂芯轴机旁操作箱版面如图1所示，集卷机实物简体图如图2所示。

1.2 系统工作过程

当P&F线的C型钩进入工作位置后，在系统内部停止器、止推器的共同作用下将承载盘卷的C型钩进行固定处理，利用C型钩接触位于单臂芯轴上方的占位开关，由系统操控夹紧器执行夹紧处理。在芯轴保持垂直状态下时，操作小芯棒上升、顶住蘑菇头，随后开启挡板，使盘卷经自由落体运动后降至芯轴托板位置，调节托板匀速降至芯轴2卷位处，完成芯轴收集盘卷。随后将插板关闭，使芯轴小芯棒降至原位，经由90°垂直翻转到水平位置。接下来将推板推出，当开关接收到推板到位信号后控制推板返回，使芯轴以90°沿逆向翻转至垂直位置，准备开始收集下一组盘卷，完成一轮工作过程。

2  常见高速线材单臂芯轴系统运行故障分析

2.1 芯轴翻转失效  在高速线材单臂芯轴系统实际运行过程中，其常见运行故障现象之一即为芯轴在完成集卷之后无法正常翻转。导致这一故障出现的原因，可能与小芯棒为下降至指定位置有关，但如果小芯棒已经下降至指定位置，但光电开关存在异常情况无法正常启动，将会导致开关无法对小芯棒下降到位信号进行准确探测，进而影响芯轴正常翻转。再次是查看芯轴托板是否下降到位，判断有无到位信号，并判断开关是否发生损坏问题，倘若开关未损坏则需查看下降2卷尾到位接近片与开接近开关位置间的距离，并且完成距离调整。另外，如果插板未能关闭至指定位置，即关闭信号不到位，则同样也会影响光电开关对该信号的准确检测，进而导致芯轴在集卷后出现翻转失效的情况。而如果高速线材单臂芯轴系统在运行过程中，其电缆电源或是信号线出现破损、断裂等情况，也会导致芯轴翻转失常，对此还需查找控制电缆的故障点，为后续故障排除作业提供参考。

2.2 芯轴无法动作  芯轴从垂直运行至水平时，如果插板未能关闭至指定位置或是其附近光电开关存在异常情况，则无法准确检测到插板关闭到位信号的情况下，芯轴将会出现无法正常动作的故障现象。与芯轴翻转失效原因相同，如果芯轴从垂直至水平过程中，小芯棒未能下降至指定位置，或是其下降到位接近片与光电开关相距甚远，影响光电开关对到位信号的准确、灵敏检测，也会导致芯轴在尚未到达水平位置时便出现停止动作的故障情况。最后，还应查看控制电缆电源、信号线是否出现破皮損坏问题，并完成电缆故障点的定位。

2.3 推板推出骤停  高速线材单臂芯轴系统在运行过程中，芯轴翻转至水平位置后，盘卷时常容易在推出推板时骤停，导致推板难以推出到位的故障。而导致该故障现象出现的原因，一方面推板未推出到位或对应的光电开关损坏有关，另一方面则与芯轴未达到水平位置有关，加之在长时间的运行使用且缺乏行之有效的运维管理下，导致系统中的控制电缆电源或是信号线出现较为严重的磨损情况甚至直接断裂，同样也会导致推板在推出时出现突然停止的情况，进而直接影响高速线材单臂芯轴系统的正常运行。

2.4 蘑菇头偏移大  另一种常见的高速线材单臂芯轴系统运行故障即为芯轴蘑菇头出现较大偏移。如果插板未能充分关系，或是虽然插板关闭到位信号正常，但实际上插板未能闭合到位，则会导致光电开关无法快速、准确检测到相应的到位信号，最终使得系统在实际运行过程中，出现芯轴蘑菇头与规定位置相偏离的情况。并且随着系统运行时间的逐渐延长，其位置偏移量也会随之越来越大。另外，如果插板和蘑菇头之间存在较大间隙，则会导致蘑菇头和芯轴间出现卡钢的故障情况，同样不利于系统自身实现长久、稳定运行。

3  高速线材单臂芯轴系统的常见故障处理方法

3.1 芯轴翻转失效故障处理  针对高速线材单臂芯轴系统在运行过程中出现的集卷完成后，芯轴无法正常翻转的故障问题。工作人员需要根据具体故障原因，有针对性地制定相应的故障处理对策。例如经检查发现因小芯棒未能下降到指定位置，导致芯轴出现翻转失常的情况，工作人员应当立即运用电气系统控制光电开关，令小芯棒能够迅速下降至指定位置。如果光电开关存在异常情况无法正常运行，则工作人员需要及时对其进行换新，同时对小芯棒下降到位接近片和光电开关之间的间距进行适当调整，防止二者因相距过远而导致下降到位信号无法被准确探测，最终导致芯轴无法正常翻转。同理，若由于插板关闭信号并未到位，则工作人员同样需要利用相应的光电开关解决这一故障问题，进而使得芯轴能够恢复正常翻转。

3.2 芯轴无法动作故障处理  针对实际运行过程中系统出现的芯轴在尚未到达水平位置，便无法继续动作的故障问题。工作人员首先需要对插板关闭信号进行严格检查，在保障其插板关闭到位信号正常的情况下，及时更换被损坏的光电开关。若光电开关正常，则工作人员需要适当调整开关与插板关闭到位接近片之间的间距，同时为打开与关闭插板的电磁阀进行正常供电。其次，工作人员需要检查控制电缆电源或信号线的使用情况，如果发现其出现严重磨损或断裂等情况，则同样需要对其进行及时更换，从而有效排除该故障，令芯轴得以正常动作[2]。最后，在电缆电源与插板关闭信号、光电开关均正常的情况下，工作人员需要重点对小芯棒下降到位信号及其光电开关正常与否进行全面检查，进而确定具体故障原因，以便工作人员能够快速制定出行之有效的故障解决方案。

3.3 推板推出骤停故障处理  根据上文可知，高速线材单臂芯轴系统在运行过程中，如果推板推出到位观点开关损坏，导致其信号不正常，则容易出现推板推出骤停的故障问题。因此需要工作人员及时检查相关光电开关信号正常与否，将推板推出至指定位置，使得开关信号能够迅速发出。如果光电开关存在损坏或其他故障问题，则工作人员也需要立即对其进行换新。在控制推出到位的情况下，工作人员需要同时对相应光电开关电源以及信号线控制电缆进行全面检查，若发现其出现破皮或是断裂等故障问题，则同样需要对此类问题电缆进行更换。另外，如果在检查过程中发现芯轴水平信号未能到位，则工作人员需要及时对凸轮控制器当中的光电开关距离进行适当调整，进而有效排除故障。

3.4 蘑菇头偏移卡钢的处理  通过结合高速线材单臂芯轴系统运行中，芯轴蘑菇头出现偏移过大以及卡钢等故障问题。首先工作人员需要及时对插板关闭到位情况进行检查，确保插板闭合到位，且对应光电开关位置在指定位置上，此时工作人员只需对插板机构闭合位置与光电开关之间的间距进行适当调整即可，使得开关能够准确探测插板关闭到位的信号。其次，工作人员可严格按照相关规范要求，采用轧钢的方式消除插板和蘑菇頭的间隙，从而使得芯轴蘑菇头能够保持正常位置，其卡钢故障也可以得到有效解决。

4  结束语

综上所述，高速线材单臂芯轴系统在实际运行时，由于受到到位信号失常或是光电开关损坏等各种因素的影响，比较容易出现芯轴无法正常翻转和继续动作、推板推出时骤停以及蘑菇头位置偏移等诸多故障问题。为此需要相关工作人员充分结合系统实际运行情况，并严格依照相关标准要求，在对具体故障原因进行准确判断后，有针对性地制定相应的处理对策，进而使得系统能够获得良好的运行成效。

参考文献：

[1]成大先.机械设计手册（第2卷）：第5版[M].北京：化学工业出版社，2007.

[2]王金星，李艳东.连铸坯-线材全流程质量跟踪技术的开发与应用[J].北方钒钛，2019（3）：27-29.

[3]谢海青，李春燕.高速线材单臂芯轴运行中的故障现象及处理方法[J].山西冶金，2019，42（5）：136-138.