摘　要：對高線生産線吐絲機常見的幾種機械故障問(wèn)題進行分析，并提出相(xiàng)關的優化和解決(jué)的技術措施(shī)。通過規範設備安裝步驟、加強設備日常維護以及對(duì)設備進行潤滑及降溫等優化措(cuò)施(shī)，可(kě)在一定程度上(shàng)減少設(shè)備的機(jī)械振動和磨損，從而減少設備故障發生概率，延長設備(bèi)的使(shǐ)用壽命。

關鍵詞：高線生産線；吐(tǔ)絲機；機械故障

引言(yán)

吐絲機是高速(sù)線材生産線中的關鍵設(shè)備，位于(yú)精軋機後的水冷段與散卷運輸機之(zhī)間。吐絲機在高速(sù)工作狀态下(xià)，吐絲速度可達(dá)到110～160m/s，其出口處溫度可高達600℃以上。在高速旋轉以及高溫工(gōng)況下，吐絲機難免會出(chū)現機械故障問題。比較常見的機械故障問題有振動超标、吐絲盤磨損和軸承失效等，這些機械故障問題都(dōu)會對吐絲機的(de)正常運行以及線圈(quān)産品質量帶來影響。通過實施合理的優化措施，可在一(yī)定程度上減少設備的機械振動和磨損，從而減少設備故障發生(shēng)概率。

1　吐絲機的工作原理和吐絲過程分析

1.1吐絲機的(de)工作原理

吐絲機(jī)是高線生産線的核(hé)心設備之(zhī)一，主要用(yòng)于各種直徑規格(gé)線圈(quān)的生産(chǎn)。邯鋼(gāng)高速線材生(shēng)産線引進英(yīng)國ASHLOW吐(tǔ)絲機，該吐絲機為(wéi)卧(wò)式結構，直徑為1075mm，水平角度為20°，并帶(dài)有頭部定位和震蕩功能，保證線圈螺旋質量，可調整(zhěng)集卷長度，便(biàn)于對線圈産品的集圈、打捆。吐絲機主要(yào)由電動機、吐絲(sī)盤、吐絲管、傳(chuán)動裝置、空心軸以及軸承座等部分組成。吐(tǔ)絲機的基本工作原理是利用高速旋轉下的離心力作(zuò)用，對精軋機(jī)軋制出的線材進行再(zài)加工，使之成為一定(dìng)直徑規格的連續不斷的線圈産品。吐絲機的空心軸在電動機和增速(sù)機的(de)帶動下，進行高速旋轉。高(gāo)速精軋(zhá)機軋的線材通過導管和(hé)夾送(sòng)輥送至吐絲機空心軸内，高(gāo)速轉動的空(kōng)心軸同時帶動固定于空心軸上的吐絲盤和(hé)吐絲管高速旋(xuán)轉(zhuǎn)。而進入到空心軸(zhóu)内的線材則會在高速旋轉的吐絲盤(pán)和吐絲管的離心力作用下，沿着空心軸(zhóu)的圓周切線(xiàn)方向吐出，吐出的線圈在螺旋狀吐絲盤的助推作用下，呈圓(yuán)圈盤疊的線材被逐漸(jiàn)推(tuī)向和傾倒在運行的運輸機上，形成(chéng)連續不間斷的線圈。

1.2吐絲機在(zài)吐絲過程中的受力分析(xī)

在吐絲(sī)機空心(xīn)軸高速轉動的過程(chéng)中，線材在吐絲管内作相對滑動(dòng)。在相對運動的慣性、離心力以及線材(cái)與吐絲管摩擦(cā)力的共同作用下，原本呈直線運動(dòng)的線材會按照(zhào)一定的曲率逐漸彎曲(qǔ)成線圈狀，并平穩(wěn)、均勻地傾(qīng)倒(dǎo)在(zài)風冷輥道上。在吐絲機(jī)工作的過程中，吐絲機主要受到吐絲盤對線材(cái)的推動力及摩擦力、吐絲管對線材的摩擦力、吐絲管高速旋轉的離心力以及軋機夾送輥與線材之間的(de)摩擦力。在吐絲機理想的受力(lì)狀态下，吐絲盤與線材之間不存(cún)在任何摩擦，吐絲盤對(duì)線材也不(bú)存在推動力。吐絲管對線材(cái)的離心力、夾送輥(gǔn)對線材的摩擦力和吐絲管對線材的摩擦力等幾種作用力達到一種理想的平衡狀态，并且線(xiàn)材與吐絲管之間的(de)摩擦力沿着吐絲管垂直切面均勻分布(bù)，使吐絲管内壁均勻磨損。但在實際運行中，由于夾送輥和吐(tǔ)絲盤對線材(cái)推送力以及相互(hù)間摩擦力的存在，特别是在夾(jiá)送輥輸送動力消失之(zhī)後，線材的受力狀态發生很大變化，原有的受力平衡(héng)被打破，繼而會産(chǎn)生各種各樣的不均勻磨損，吐絲機(jī)正常的吐絲狀态也會(huì)被改變，産生大小圈或(huò)引起事(shì)故。

2　吐絲機振動(dòng)超标的原因分析

由于強大的離心(xīn)力作用，吐(tǔ)絲機(jī)在運行中出現振(zhèn)動現象難以避免。吐絲(sī)機的吐絲盤、吐絲管等(děng)部件之間，主(zhǔ)要由高強度螺栓、管夾等固定。吐絲機的(de)振動超标(biāo)的根本原因是由于緊固(gù)件松動、機械部件磨損而(ér)打破了機械動平衡。

2.1吐絲盤變形嚴重

在(zài)吐絲機運行時，吐絲(sī)盤與線材之間存在着一定的摩擦力。在(zài)這種摩擦力的作用下，會逐漸導緻吐絲盤磨(mó)損變形。當吐絲盤發生嚴重變形時，由于盤面已不再(zài)平整(zhěng)，盤上纏繞的線圈在與盤面接觸時會導緻嚴(yán)重(zhòng)的彈跳現象。同時，由于吐絲盤外圓面的磨損變形(xíng)，使其在高速旋轉時(shí)會帶動周邊的空氣形成較為強烈的氣流和空氣波動，造成(chéng)吐絲機異常振動。另外，吐絲機線圈的變形程度(dù)與吐絲溫度存在一定(dìng)的相關性，吐絲溫度越(yuè)高，則吐絲機線圈變形(xíng)越嚴重[1]。

2.2吐絲管(guǎn)内壁磨損(sǔn)嚴重

吐絲管内壁長時間與高(gāo)溫吐絲摩擦接觸，容易産生過(guò)量磨損、異常磨損。過量磨損一般都是在正常(cháng)的磨損狀(zhuàng)态下，由于吐絲(sī)管生産線材質量過(guò)大或者是長時間(jiān)反複磨損而導緻吐絲管内壁磨(mó)損超限。這種磨損現象多發生(shēng)于規模較小但(dàn)較為頻繁(fán)的生産過程。異常磨損是(shì)在連續生(shēng)産不同規格線材的情況下，由于吐絲直徑(jìng)規格不同、吐絲速度不一等(děng)原因，而導緻的吐絲(sī)管内壁不同程(chéng)度的磨損(sǔn)。異常磨(mó)損主要表現為吐絲管内壁截面呈“Ｗ”形。當吐絲管(guǎn)内壁嚴重磨(mó)損時，線(xiàn)材在吐絲機内的軌迹容易出現比較(jiào)嚴重的偏移現象。這樣(yàng)不僅會導緻線(xiàn)材卷(juàn)的形狀不(bú)合格，影響(xiǎng)到(dào)吐絲産(chǎn)品質量，而且也會加(jiā)劇設備的(de)振動(dòng)與磨損[2]。

2.3吐絲機出?處托闆位置偏移(yí)

吐絲機工作時，線圈(quān)會與吐絲機(jī)出口處托闆産生一定的摩擦(cā)，以保(bǎo)證線圈出吐(tǔ)絲機後能夠與下一(yī)個生産階(jiē)段良好銜接。但磨損問題會導緻吐絲機出口處的托闆位置發生偏移，使托闆位置過高或是過低。如果托(tuō)闆位置過(guò)低，會影響線(xiàn)圈(quān)翻轉。如果托闆位置過高，則會影響線圈進入到下(xià)一生産階段，導緻線圈在托闆(pǎn)上出現彈跳。此外，托闆位置偏移還(hái)會影響(xiǎng)到線圈的形狀，使(shǐ)其向較低的部(bù)位偏轉，不利于線圈産(chǎn)品質量。

2.4導緻吐絲機振動超标的其他原因

吐絲機生産連續性較強，且長時間處于(yú)高溫磨(mó)損的工況環(huán)境下。這一(yī)特點也導(dǎo)緻吐絲機在工作時容易出現磨損加劇乃至熱變形的問題，并導緻吐(tǔ)絲機失去原有的動平衡出現異常振動。此外，高線生産線上的線材在(zài)較大的動能作(zuò)用下還具有較強的沖擊(jī)作用。若吐絲機剛性較大且不能根(gēn)據生産節奏調(diào)整自身形變，也會導緻吐絲機振(zhèn)動超标。

3　降低吐絲(sī)機減震的措施

3.1規(guī)範設備安裝步驟(zhòu)

規範嚴謹的安裝是保證吐絲機平(píng)穩運行和避免吐(tǔ)絲機(jī)異常振(zhèn)動的根本要旨[3]。這就需要(yào)設備安裝人(rén)員在安裝設備時必須規範操作，保證吐絲(sī)盤、吐(tǔ)絲管等部件的安裝精度。在安裝吐絲管時，應保證管口中心與吐(tǔ)絲機外圓盤(pán)盤面間距(jù)不小于28cm，以确保在設備運行時避免外圓盤面與線圈接觸和磨損，防止因此而(ér)産生的振(zhèn)動(dòng)超标。在(zài)設備安裝時，還(hái)要确保各部件(jiàn)（特别是一些轉動部件(jiàn)）牢固結合，吐絲(sī)機(jī)外圓盤上(shàng)座管與吐絲管必須保證各部件相互吻(wěn)合，如不能吻合，則應更換其他(tā)吐絲管進行安裝，切(qiē)忌(jì)采用強制措施。

3.2加(jiā)強設備日常維(wéi)護

設(shè)備的日常維護是降低磨損和振(zhèn)動、保證設備機械良好運行(háng)的關鍵。首先，應(yīng)做好對吐絲機(jī)振(zhèn)動值的實時監測，密切關注(zhù)其振(zhèn)動情況。當振動值超過8mm/s時，應檢查設備，并對吐(tǔ)絲機轉子的動态(tài)平衡進行重(zhòng)新調節，以(yǐ)有效控制其振動(dòng)，防止(zhǐ)振動增大。其次，根據生産節(jiē)奏和設備運行情(qíng)況，每隔幾天對吐絲機(jī)外圓盤保護罩與外圓盤之間(jiān)的間隙進行檢(jiǎn)查(chá)測量，并将測量值與正常标準值進行比對。如果該間隙水平超過3mm，說明兩者間隙過大，可能引起振(zhèn)動超标，需要及時對外圓(yuán)盤的偏心(xīn)量進行修複性調整，并重新設定吐絲機的動(dòng)力平衡。第三，如果檢查發現吐絲管使用周期(qī)已達到規定年限，應更換吐絲管。更換後要檢測吐絲機的振(zhèn)動值，并采取調(diào)整措施，保證設備的動平衡，将吐絲機(jī)振動水平降(jiàng)至最低。

3.3做好對設備(bèi)的潤滑及降溫

良好的潤滑是保證機械設備平順運行和消除不(bú)良磨損的重要措施。應(yīng)根據吐絲機的(de)型(xíng)号和使用要求，選用高溫黏性的潤滑油，對吐絲機軸承等部(bù)位進行潤滑維護，确保軸承得到良(liáng)好的潤滑(huá)，提高吐絲機運行的穩定性。另外，為(wéi)了防止設備運行時溫度過高而導緻(zhì)的線圈變形、潤滑失效等問題，還應配置相應的冷卻降溫設施，防止(zhǐ)設(shè)備過熱。實際操作過(guò)程中，多采用水冷降溫。使用時(shí)，應注意冷卻水的清潔(jié)度以(yǐ)及pH值，避免對設備造成腐(fǔ)蝕和污染。合理設置冷卻水(shuǐ)流量和壓力，保證良好的冷卻效果。

參考文獻

[1]王文彬.高線吐絲機振動原因分析及預防措施(shī)[J].安(ān)徽冶金，2019（3）：16-17.

[2]肖國偉.高線吐絲機(jī)故障原因分析及控制措(cuò)施[J].天津冶金，2015（6）：49-52.

[3]吳海樂.高速線材廠吐(tǔ)絲機振動原因分析及對策[J].南鋼科技與管理，2016（4）：65.

（來源：鋼鐵交流）