浅谈冷轧镀锌线光整机的振动故障探讨

杨晶晶

摘 要： 光整机是冷轧厂中的一个重要设备，其在运行过程中，很容易因为外界的影响以及内部零件的摩擦而出现振动故障。振动故障的出现会严重损坏钢产品的质量，降低冷轧厂的生产效率。本文先对冷轧镀锌线光整机的作用和实际构成进行简析，然后对光整机振动故障进行描述，对其测试过程进行叙述，进而在测试结果分析基础上总结振动故障的原因。

关键词： 冷轧；镀锌线；光整机；振动故障

随着工业的不断发展，冷轧厂的数量逐渐增多，镀锌线是冷轧厂中最为关键的生产线。而光整机则是镀锌线中的一个关键设备，光整机的工作性能会直接影响到钢产品的质量。在实际工作过程中，光整机会出现振动故障的问题，严重的影响了冷轧厂的正常工作。因此，对冷轧镀锌线光整机的振动故障进行研究有一定现实意义。

一、光整机的作用与设备构成

镀锌线是冷轧厂中重要的生产线，在镀锌线中，光整机起到的作用是巨大的。通过对光整机的运用，可以将带钢表面压平，让锌层可以充分的粘在带钢表面。光整机还能够对板形进行控制，提升钢产品的质量。经过对光整机的运用，能够优化带钢机械设备的性能，去除屈服平台。经过对粗糙度的传递，可以让光整之后的带钢更容易进行防锈处理工作。从光整机的这些作用来看就能够知道，光整机对于整个镀锌线甚至于整个冷轧厂而言都有极大的意义，光整机的工作状态也直接影响了钢产品的质量。光整机系统一般是由入口张紧辊与出口张紧辊系统构成，在通常情况下，四辊结构的光整机轧制系统除了入口与出口的张力计辊制之外，还有上下两个支撑辊带传动控制，还有中间两工作辊非传动控制。这些系统成为了光整机的主要构成部分，除了这些以外，还有轧制线调整、高压水冲洗以及光整机换辊等相关的辅助性系统。光整机有着不同的控制方式，其一是轧制力控制，这种方式的实施下，轧制力与张力都是关键的控制目标。在实际工作中，张力与轧制力会依据事先设置的值进行控制，这个时候光整机延伸率控制工作比较自由，可以依据带钢的性质产生相应的变化。其二是延伸率控制方式，在这种方式的实施下，延伸率与张力都是控制目标。其中张力与延伸率都会依据设定的值进行控制；其三就是张力控制方式，在实际工作过程中，依据带钢工艺规模，保障光整机入出口单位张力。光整机张力控制的稳定性对轧制力以及延伸率控制稳定性有着直接性的影响。在张力控制有波动时，会对光整和其他参数的稳定性形成直接影响。在严重的时候还会导致带钢出现起皱的现象，甚至出现断带的事故。

二、光整机振动故障与测试

（一）光整机的振动故障

在冷轧厂的镀锌线运行和生产过程中，因为线上机械设备和外界因素的影响，一些设备总是会出现相应的故障。在光整机工作过程中，有时候会出现振动故障的问题。在出现故障的时候可以肉眼观察到问题所在，比如辊扎整个轧制区沿着辊面有了纵向的椭圆形痕迹，这个痕迹整个轧制区与辊身周围都有出现。辊面椭圆痕迹有一定的宽度，同时沿着辊身轴向间距也有一定的变化。在传动侧的痕迹是很多个椭圆叠加在一起形成的，相邻两个辊身轴向间距基本在5厘米左右。这个故障严重的影响了带钢的质量，让带钢表面出现了明暗相交的条纹，而在沿带钢运行方向也有条状的亮带。从这些情况上看，就能够初步认定为是光整机存在振动而导致的，所以需要对光整机的振动现象进行测试。

（二）光整机的测试

辊面的椭圆痕迹基本上可以认定是与振动有一定的关系，所以需要对光整机的振动情况进行测试。不同的光整机有着不一样的测试方式，不过在城市IDE时候一般是在上下支撑辊的操作边上装置传感器，还需要在传动侧的竖直方向装置传感器。除了在这些点上进行测试之外，还需要在上支承辊轴承座和机架压下装置中间装置压力传感器，用其来对操作和传动侧的轧制力进行测试。

三、冷轧镀锌线光整机振动故障原因

在光整机上装置加速度传感器，可以让传感器检测出设备的振动频率和相关的数据，通过对这些信息的分析，可以有效的找出设备出现故障的原因。

（一）测试信号分析

光整机每个测点的时域波形图都有一个周期性的振动，通过对传感器的使用，监测出振动的频率和相关的峰值，能够发现具体测点的冲击振动峰值有多大。比如下支承辊水平轧制方向以及轴线等。每个测点的振动峰值都有所不同，比如冲击振动周期若是0.9秒，则依据测量得到的转速信号就能够知道转动周期是1/2。考虑到现场安装的情况来看，可以推断出这个冲击振动是由万向接轴导致的。这其中的万向接轴联轴器是滑块式的，接轴叉头会经过滑铜块把扭矩传输给辊端。在滑块长时间磨损的情况下，其间隙会不断增大，在这种情况之下，支承辊转动一圈，则万向接轴就会对光整机的下支承辊形成2次冲击。不同位置的测点呈现出来的振动幅值都有所不同，在振动信号的频谱图中可以分析出，功率谱分析中有一定赫兹的频率成分。这个频率成分处于音频三倍频范围中，一般将此频率的振动称为三音频颤振。依據实际案例分析，这种频率成分振动故障出现的比较少，但是却是导致轧制过程中振动的关键原因。在三音频频率成分导致振动的时候，带钢表面出现的痕迹可以经过肉眼观察到，也可以对其进行测试。在一般情况下，当光整机轧制过程的速度通常是2m/s，辊身圆周向椭圆形的痕迹间距在7毫米的时候，这时椭圆痕迹出现的频率就有了一定的规律。所以，振动信号的的频率成分和轴向间距的痕迹之间有着一定的关联。除此之外还有对轧制力信号功率谱的分析，在前文中已经分析过，三音频振动让带钢表面有清晰可见的痕迹，不同的振动频率有会让辊身圆周方向出现椭圆形的振动痕迹。通过对这些振动信号峰值的分析，就可以依据不同测试点的振动情况来找出故障位置和具体原因。

（二）故障原因

从测试分析结构就可以看出，光整机在每一转动圈中都有2次比较大的冲击振动，这样就可以直接推断出在传动部分中的万向接轴传动存在了问题。经过对现场的勘测和分析，明确了光整机中下支承辊的传动侧出现振动的原因，其主要是由于下支承辊扁头和万向接轴叉头之间的间隙比较大。对这个问题进行解决之后，带钢表面的质量有了明显的提升。在上文中提到的三音频以及不常见的五音频都属于一种自激振动。自激振动出现的原因相当复杂，外部对其形成的影响是很大的。要对三音频振动进行分析，也需要综合现场测试的效果来进行。在实际分析过程中，因为万向接轴叉头在传动时会对光整机进行周期性的冲击，这样就让三音频振动会持续不断的产生。针对这个问题就可以将周期性冲击进行消除，以此来解决振动故障问题。

结束语：光整机是冷轧厂镀锌线中的一个关键设备。在光整机的运行和工作过程中，因为外界因素或者是设备零件本身的摩擦原因，很容易让光整机在工作时出现振动故障，导致带钢表面有明显的痕迹。在这种情况下就需要对光整机进行振动测试，分析振动信号，总结出振动故障的原因，在此基础上实施有效的解决方式，提升光整机的运行效率。

参考文献

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