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时间:2019-01-09
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1、热轧平整线卷取机卷筒故障分析与处理方法 摘要:随着我国钢铁行业的快速发展,对热轧产品的表面质量和机械性能提出更高的要求,对轧后钢卷进行平整的要求越来越高。平整机组卷取机实际应用中仍有较多故障问题存在,尤其其卷筒部分更易有较多异常问题出现,需根据这些问题表现做好控制处理工作。本文将对热轧平整线卷取机卷筒相关概述、卷筒传动机构故障与处理以及扇形板失效问题与处理等进行探析。 关键词:平整卷取机;卷筒故障;问题处理 前言:作为卷取机重要部件,卷筒在缩径卸卷方面一般需在带材压力较大情况下实现,这就要求卷筒在刚度、强度上都得以保证。但卷筒实际运行中,其较多关键
2、部件都可能出现失效问题,如在扇形板方面,若其加工装配质量较差,将会造成扩张与收缩困难,再如传动构件中,本身包含较多零部件,各部件出现故障的概率极高,这些问题都成为制约卷取机综合性能提升的重要因素。因此,本文对这些故障及其解决措施的相关研究,具有十分重要的意义。 一、热轧平整线卷取机卷筒相关概述 卷筒结构为四段四棱锥结构,其组成部分集中表现在轴承、传动齿轮、旋转接头以及扇形板等方面,其中前几种零部件都可作为传动结构。实际运行中,卷筒中的棱锥轴会在其他部件带动下发生轴向移动,扇形板斜面斜度为14°5,在此基础上的完成相应的运动过程,卷筒在扩径中实现卷取目
3、标,需注意该过程中扇形板处于上移状态,假若其以下移状态为主,将会完成脱卷过程。从卷筒实际运动状况看,其卸卷、卷取等实现,卷筒外径为φ730-φ762mm。同时,在卷筒结构中,往往也在支座处进行滚子轴承的装设,其目的在于改变悬臂结构形式,使的卷筒刚度得以增加,这样在整个平整卷取中都极为稳定。即使对于钢卷卷重较大情况,这些传动机构也可起到明显的支撑作用[1]。 二、卷筒传统机构的故障与处理 (一)传动机构的主要故障问题分析 卷筒传动机构问题是卷取机运行中的主要问题,其故障发生的频率极高。从卷筒传动机构构成上看,集中表现在活动外支撑、旋转接头、胀缩液压缸
4、以及主传动箱等方面,不同结构在卷取机运行中会表现出不同的作用,但也可能出现一定的故障问题。本文在研究过程中主要考虑将有限元分析法引入其中,通过Pro/Engineer软件进行卷筒传动有限元模型的构建,在此基础上对传动机构各零件进行分析。为保证整个分析过程与有限元分析要求相适应,可考虑简化真个传动机构,在做好卷筒抗拉强度、屈服强度以及钢卷宽度与外径等参数设置的基础上,完成整个分析过程。5 通过分析发现,对于装设于卷筒中的三个轴承,由于前两个轴承可适应轴向力,所以符合安装要求,但与旋转装置靠近的轴承,其在外圈与内圈上都采取不同的固定方式,假定有轴向力作用于
5、机构中,该轴承将承受较大的力,尤其在外圈、内圈上将有交错受力情况存在,此时滚动体便可能受到损害。如果操作中未注意对该受损轴承进行及时修复或更换,很可能使高低速轴受到不同程度的破坏。再如液压缸推拉力进行传递中,机械连接次数较多,若这些连接中出现问题,零件在高速旋转环境下会受到明显影响。另外,对于旋转接头部分,其本身具有重量大且处于悬空状态等特点,有较多惯性力会在旋转时出现,此时在同轴误差情况下,径向跳动问题可能发生。此外,芯轴断裂问题、连接端抽头也是传动机构故障的具体表现,其产生的原因可归结于传动机构偏心旋转不合理[2]。 (二)处理传统机构故障问题的策
6、略 针对这些结构故障问题,实际改进中首先应对需解决的问题进行明确,包括传动机构受轴向力影响、机械连接次数问题、旋转接头布置问题。其次,在改进过程中,应结合机构受力、扭矩传递情况,改进卷筒传动结构,可考虑直接撤除胀缩液压缸底座,使胀缩液压缸、非接触式旋转接头直接连接主传动箱,这样对于大重量结构悬空问题可有效解决。而且这种改进方式下,由于需将法兰引入,使旋转接头、液压缸都在其中装设,这样有反作用力会在推拉缸杆中形成,其能够通过附加轴向力作用,使整个受力环境更为稳定。最后,需考虑在非接触式液压旋转接头上做好控制工作,尽管其对解决以往传动机构故障可起到明显作用
7、,但在实际引入中应认识其接头特点与具体运行的原理,保证其作用能够充分发挥出来[3]。 三、卷筒扇形板失效问题与处理 (一)扇形板失效机理分析5 扇形板的失效是影响卷筒有效运行的关键性因素。其中失效问题的产生首先表现在交变应力作用下,钳口窗可能有裂纹产生。实际胀缩时,棱锥轴会在拉杆作用下进行移动,此时其中的弹簧也将发生不同的运动变化,导致斜面效应产生,扇形板会表现为径向扩张。事实上,弹簧发生变化中,钳口拉条压应力将完全被钳口窗承受,端面压力会在涨缩中出现。一般钢卷在涨缩次数平均3次,按60万吨年产量为标准,将会有9万次冲击作用于钳口窗,这样冲击过程中
8、会导致卷筒有更多磨损问题出现,扇形板强度由此降低,最终造成卷筒使用周期缩短。另外
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