摘　要(yào)：對高線生産線吐絲機常見的幾種機(jī)械(xiè)故障(zhàng)問題進(jìn)行(háng)分析(xī)，并提(tí)出相關的優化和(hé)解決的(de)技術措(cuò)施。通過(guò)規範設(shè)備安裝(zhuāng)步驟、加(jiā)強設備日常(cháng)維護以及對設(shè)備(bèi)進行潤滑及(jí)降溫等優(yōu)化措施，可在一(yī)定程度上(shàng)減(jiǎn)少(shǎo)設備的機械振(zhèn)動和磨損，從而(ér)減少設(shè)備(bèi)故障(zhàng)發生(shēng)概率，延長(zhǎng)設備的使(shǐ)用(yòng)壽命。

關鍵詞：高線生産線；吐絲機；機械(xiè)故障

引言(yán)

吐(tǔ)絲機是高速(sù)線材(cái)生産線中(zhōng)的關鍵設備，位(wèi)于精軋機後的(de)水冷段與散卷運輸機之間。吐(tǔ)絲機在高速工作狀态下(xià)，吐絲速度可達到110～160m/s，其出口處溫度可(kě)高達600℃以上。在高(gāo)速旋(xuán)轉以及高溫工況下(xià)，吐絲機難(nán)免會出現機械故障問題(tí)。比較常見的機(jī)械故障問題(tí)有(yǒu)振動超标、吐絲(sī)盤磨損和軸承失效等，這(zhè)些機(jī)械故障問(wèn)題都(dōu)會對(duì)吐絲機的(de)正常運(yùn)行以及(jí)線圈産品質量帶來影響(xiǎng)。通過(guò)實施合理的優(yōu)化措施(shī)，可(kě)在一(yī)定程度上減少(shǎo)設備的機械振動和(hé)磨損(sǔn)，從而減少(shǎo)設備(bèi)故障(zhàng)發生概率。

1　吐絲(sī)機的(de)工(gōng)作原理(lǐ)和吐絲過程分(fèn)析

1.1吐(tǔ)絲機(jī)的工(gōng)作原(yuán)理

吐絲機(jī)是高線生産線的核(hé)心設(shè)備之(zhī)一，主要(yào)用于各(gè)種直(zhí)徑規格線(xiàn)圈(quān)的(de)生産。邯鋼(gāng)高速線(xiàn)材(cái)生産(chǎn)線引進英(yīng)國ashlow吐(tǔ)絲機，該吐絲機(jī)為卧式結構，直徑為(wéi)1075mm，水平角度(dù)為20°，并帶有頭部定位和震蕩功能，保證(zhèng)線圈螺旋質(zhì)量(liàng)，可調整(zhěng)集(jí)卷長度(dù)，便于(yú)對線圈(quān)産品的集圈、打捆。吐絲機主(zhǔ)要(yào)由電動(dòng)機、吐(tǔ)絲盤、吐絲(sī)管(guǎn)、傳動裝置、空(kōng)心軸以及軸承(chéng)座等(děng)部分組成(chéng)。吐絲機的(de)基本工作原理是利用高(gāo)速旋轉下的離(lí)心力(lì)作用(yòng)，對精軋機軋制出的線材進行(háng)再加(jiā)工，使(shǐ)之成(chéng)為(wéi)一定(dìng)直徑規(guī)格的連續不(bú)斷(duàn)的線圈産(chǎn)品。吐絲機的空(kōng)心軸(zhóu)在電動機和增(zēng)速機的帶動下，進行(háng)高(gāo)速(sù)旋(xuán)轉(zhuǎn)。高速精軋(zhá)機軋的線(xiàn)材通過導(dǎo)管和(hé)夾送輥送至吐絲機空心(xīn)軸内(nèi)，高(gāo)速轉動(dòng)的空心軸同時(shí)帶動固定于空(kōng)心軸上的吐絲(sī)盤和吐絲(sī)管高(gāo)速旋轉(zhuǎn)。而進入(rù)到空(kōng)心軸内的線材(cái)則會在高(gāo)速旋(xuán)轉的(de)吐絲盤和吐(tǔ)絲管的(de)離心力作(zuò)用下(xià)，沿着空心軸的(de)圓周切(qiē)線方向(xiàng)吐出(chū)，吐(tǔ)出的線(xiàn)圈在螺旋狀吐(tǔ)絲盤(pán)的助推作用下(xià)，呈圓圈盤(pán)疊的線(xiàn)材被逐(zhú)漸推向和傾倒(dǎo)在運(yùn)行的運輸(shū)機上，形成連續不間斷的線圈(quān)。

1.2吐絲機(jī)在吐絲(sī)過程中的受力(lì)分析

在吐(tǔ)絲機(jī)空心軸高(gāo)速轉(zhuǎn)動的(de)過程中，線(xiàn)材在吐(tǔ)絲管内(nèi)作相對滑動。在相對(duì)運動的慣(guàn)性、離心力以(yǐ)及(jí)線材(cái)與吐絲管摩擦(cā)力的共同作用下，原本呈(chéng)直線運動(dòng)的線(xiàn)材會(huì)按照(zhào)一定(dìng)的曲率(lǜ)逐(zhú)漸彎曲成線圈狀，并(bìng)平穩(wěn)、均勻地傾倒在風(fēng)冷(lěng)輥道(dào)上。在吐絲機(jī)工作的過程中，吐絲機主(zhǔ)要受到吐絲(sī)盤對(duì)線材(cái)的(de)推動力及摩(mó)擦力、吐絲管對(duì)線材的摩擦力、吐絲管高(gāo)速旋(xuán)轉的(de)離心力以(yǐ)及軋(zhá)機夾送輥(gǔn)與線(xiàn)材(cái)之間的摩擦力(lì)。在吐絲機理想的受力(lì)狀态下，吐絲盤(pán)與(yǔ)線(xiàn)材之間不存在任何摩擦(cā)，吐絲盤(pán)對線材(cái)也不存在推動力。吐絲管對線(xiàn)材的離(lí)心力、夾(jiá)送輥對線(xiàn)材的(de)摩擦(cā)力(lì)和吐絲(sī)管對線材的摩擦力等幾種作用(yòng)力達到一種(zhǒng)理想的(de)平(píng)衡狀态，并且線(xiàn)材與(yǔ)吐絲管(guǎn)之間的摩擦(cā)力沿(yán)着吐(tǔ)絲管垂(chuí)直(zhí)切面(miàn)均勻分布(bù)，使吐(tǔ)絲管内壁(bì)均勻磨損(sǔn)。但(dàn)在實際運行中(zhōng)，由(yóu)于夾(jiá)送輥和吐絲盤(pán)對線材推送力(lì)以及相互(hù)間摩擦力(lì)的(de)存在，特(tè)别是在夾送輥輸(shū)送(sòng)動力消失(shī)之後，線材的受力狀态發生很(hěn)大變化(huà)，原有的受力平衡被打(dǎ)破，繼而會産生(shēng)各種各樣的不(bú)均勻(yún)磨損(sǔn)，吐絲機正常的吐絲(sī)狀态也會被改(gǎi)變，産(chǎn)生大小圈(quān)或引起事(shì)故。

2　吐絲機振動超标的原(yuán)因分析

由(yóu)于強(qiáng)大(dà)的離心(xīn)力作用，吐絲機(jī)在運行(háng)中出現(xiàn)振動現(xiàn)象(xiàng)難以(yǐ)避免。吐(tǔ)絲機的(de)吐絲盤、吐(tǔ)絲管等(děng)部件(jiàn)之間，主(zhǔ)要由(yóu)高強度螺(luó)栓、管夾等(děng)固定(dìng)。吐絲機的(de)振動超标(biāo)的根本原(yuán)因是由于緊固(gù)件松動(dòng)、機械部件磨損而打破(pò)了機(jī)械動平衡(héng)。

2.1吐絲(sī)盤變(biàn)形嚴重

在(zài)吐絲機運(yùn)行時，吐絲盤與(yǔ)線材(cái)之間存在(zài)着一(yī)定(dìng)的摩擦(cā)力。在(zài)這種(zhǒng)摩擦力(lì)的作用(yòng)下，會(huì)逐漸導(dǎo)緻吐絲(sī)盤磨損變形。當吐絲盤發生嚴(yán)重變(biàn)形時，由于盤面已(yǐ)不再平(píng)整，盤上纏繞的線圈在與(yǔ)盤面(miàn)接觸時(shí)會導緻(zhì)嚴重(zhòng)的(de)彈跳現(xiàn)象(xiàng)。同時(shí)，由于吐絲盤外圓面(miàn)的(de)磨損(sǔn)變(biàn)形(xíng)，使其(qí)在高(gāo)速旋轉時(shí)會帶動周(zhōu)邊的空氣(qì)形成較為(wéi)強烈(liè)的(de)氣(qì)流和(hé)空氣波動，造成(chéng)吐絲機(jī)異常振(zhèn)動。另(lìng)外，吐(tǔ)絲機(jī)線(xiàn)圈的變形程(chéng)度與(yǔ)吐(tǔ)絲溫度(dù)存在一定的相(xiàng)關性，吐(tǔ)絲溫度(dù)越高，則吐絲機(jī)線(xiàn)圈變(biàn)形越嚴(yán)重[1]。

2.2吐絲管(guǎn)内壁(bì)磨損嚴重

吐絲管内壁長時間與高(gāo)溫吐(tǔ)絲摩(mó)擦接(jiē)觸，容(róng)易産(chǎn)生過量磨損(sǔn)、異常磨損(sǔn)。過(guò)量磨(mó)損一般(bān)都是在(zài)正常的磨損狀(zhuàng)态下，由于(yú)吐絲(sī)管生(shēng)産線(xiàn)材(cái)質(zhì)量過(guò)大或者是(shì)長時間反複磨損而(ér)導緻吐絲(sī)管内(nèi)壁磨(mó)損超限。這種磨損現(xiàn)象多(duō)發生(shēng)于規(guī)模較(jiào)小(xiǎo)但較為(wéi)頻繁的生産過程。異(yì)常磨損是(shì)在連續生産(chǎn)不(bú)同規格(gé)線材的(de)情況下，由(yóu)于吐絲直(zhí)徑規(guī)格不(bú)同(tóng)、吐絲速(sù)度不(bú)一等(děng)原因，而導緻的(de)吐絲(sī)管内壁不同程度的磨損。異常磨損(sǔn)主(zhǔ)要(yào)表現為吐(tǔ)絲管内壁截面(miàn)呈“Ｗ”形(xíng)。當吐絲管(guǎn)内壁嚴重(zhòng)磨損(sǔn)時，線材在吐絲(sī)機(jī)内的軌迹容(róng)易出現比(bǐ)較嚴重的偏移(yí)現象(xiàng)。這樣不(bú)僅(jǐn)會導(dǎo)緻線(xiàn)材卷的形(xíng)狀不(bú)合格(gé)，影響(xiǎng)到吐(tǔ)絲産(chǎn)品質(zhì)量，而(ér)且也會加(jiā)劇設備(bèi)的(de)振動與磨損(sǔn)[2]。

2.3吐(tǔ)絲機(jī)出?處托闆位置(zhì)偏移(yí)

吐絲(sī)機工(gōng)作時，線圈(quān)會與(yǔ)吐絲(sī)機(jī)出口處(chù)托闆産(chǎn)生一定的摩(mó)擦(cā)，以保證(zhèng)線圈出吐(tǔ)絲機(jī)後能夠與(yǔ)下一個生産(chǎn)階段良(liáng)好銜(xián)接(jiē)。但磨損(sǔn)問題會(huì)導緻吐(tǔ)絲機出口處的托闆位置發生偏移，使托闆位(wèi)置過高或是過(guò)低。如(rú)果托闆位(wèi)置過(guò)低，會影響(xiǎng)線圈翻轉。如果(guǒ)托闆位置過高，則會(huì)影響線圈進入到下一生(shēng)産階段，導緻線圈在(zài)托闆上出(chū)現彈(dàn)跳(tiào)。此(cǐ)外，托闆位(wèi)置偏移還(hái)會影(yǐng)響到線圈(quān)的形(xíng)狀，使其向(xiàng)較低(dī)的(de)部位偏(piān)轉，不(bú)利(lì)于線圈産品質量。

2.4導緻(zhì)吐絲(sī)機振動超(chāo)标的(de)其他原(yuán)因(yīn)

吐絲(sī)機生(shēng)産連續性較強，且長(zhǎng)時間(jiān)處于高溫(wēn)磨損的工況環(huán)境下。這一(yī)特(tè)點(diǎn)也導緻吐(tǔ)絲機在工作(zuò)時容易(yì)出現磨損(sǔn)加劇(jù)乃至熱變(biàn)形的(de)問題，并導緻(zhì)吐(tǔ)絲機失去原有(yǒu)的動平(píng)衡出現異常振動(dòng)。此外(wài)，高線生産(chǎn)線上(shàng)的線材在(zài)較大的動(dòng)能作(zuò)用下還具有(yǒu)較(jiào)強的沖擊作用。若吐(tǔ)絲(sī)機剛(gāng)性較大且不能(néng)根(gēn)據生産節奏調整自(zì)身形(xíng)變(biàn)，也會導(dǎo)緻吐絲機振動(dòng)超标。

3　降低(dī)吐絲(sī)機減震的措(cuò)施(shī)

3.1規範(fàn)設備安裝(zhuāng)步驟

規範嚴謹(jǐn)的安(ān)裝是(shì)保證(zhèng)吐絲機平(píng)穩運(yùn)行和避免吐絲(sī)機異常振(zhèn)動的(de)根本(běn)要旨(zhǐ)[3]。這就(jiù)需要設備(bèi)安裝(zhuāng)人員在(zài)安裝設(shè)備時必須規範操作，保證(zhèng)吐絲(sī)盤、吐絲管等部(bù)件的安(ān)裝精度(dù)。在安(ān)裝吐(tǔ)絲管(guǎn)時，應保(bǎo)證管口(kǒu)中心與(yǔ)吐絲機外圓盤(pán)盤面間(jiān)距不小于28cm，以确(què)保在設備運行(háng)時避免外(wài)圓盤面與(yǔ)線(xiàn)圈接觸(chù)和磨損(sǔn)，防(fáng)止因(yīn)此而産生的振(zhèn)動超标。在設備(bèi)安裝(zhuāng)時，還要确(què)保各部件(jiàn)（特别(bié)是一些轉動部(bù)件）牢(láo)固結合，吐絲(sī)機外圓盤上(shàng)座管與吐(tǔ)絲管必須保證各部(bù)件相互吻合，如(rú)不能(néng)吻合，則應(yīng)更換其(qí)他吐絲(sī)管進行(háng)安裝(zhuāng)，切(qiē)忌采用強制措(cuò)施。

3.2加強設備日(rì)常維護

設(shè)備的日常維護是降(jiàng)低磨損和(hé)振動(dòng)、保證設備機械(xiè)良好(hǎo)運行的關鍵。首(shǒu)先，應(yīng)做好(hǎo)對(duì)吐絲機振動(dòng)值的(de)實時監測(cè)，密切關注(zhù)其振(zhèn)動情(qíng)況。當振動值超(chāo)過8mm/s時，應檢查設(shè)備，并(bìng)對吐(tǔ)絲機轉(zhuǎn)子的動(dòng)态平衡進行重(zhòng)新調節(jiē)，以有效(xiào)控制(zhì)其振動，防(fáng)止振動增大。其(qí)次，根(gēn)據(jù)生産節(jiē)奏和設備(bèi)運行情況，每隔幾天(tiān)對吐絲機(jī)外圓盤保(bǎo)護罩(zhào)與外(wài)圓盤之間的間隙進(jìn)行檢查測量，并将測量值(zhí)與正常标準值(zhí)進行比對。如果(guǒ)該間(jiān)隙水(shuǐ)平超(chāo)過3mm，說明(míng)兩(liǎng)者間(jiān)隙過(guò)大(dà)，可能引(yǐn)起振動超标，需(xū)要及時(shí)對(duì)外圓(yuán)盤的(de)偏(piān)心量進(jìn)行修複性調整，并重新設定吐絲機(jī)的動力平(píng)衡(héng)。第(dì)三，如(rú)果檢(jiǎn)查發(fā)現(xiàn)吐(tǔ)絲管(guǎn)使用周期(qī)已達到規(guī)定(dìng)年限，應(yīng)更換吐絲管。更換後(hòu)要檢測吐(tǔ)絲機的振動值，并采取(qǔ)調整措(cuò)施，保證設(shè)備的動平(píng)衡，将(jiāng)吐絲機(jī)振動水平降(jiàng)至最低。

3.3做好對設備的潤滑及降溫

良好的潤滑是(shì)保(bǎo)證機械(xiè)設備平順(shùn)運行(háng)和消除不良(liáng)磨損的重要(yào)措施(shī)。應根據(jù)吐絲機(jī)的型号和使用(yòng)要(yào)求，選用高溫(wēn)黏性(xìng)的(de)潤(rùn)滑油(yóu)，對吐(tǔ)絲機(jī)軸承等部(bù)位進(jìn)行潤(rùn)滑維護，确(què)保軸承得(dé)到良好的(de)潤滑，提高吐絲機運(yùn)行的穩定性。另外(wài)，為(wéi)了防止設(shè)備運行時(shí)溫(wēn)度(dù)過高而導(dǎo)緻的(de)線圈變形(xíng)、潤滑失效(xiào)等問題，還(hái)應(yīng)配置相(xiàng)應的(de)冷卻降溫(wēn)設施，防止設備(bèi)過熱。實際操作(zuò)過程中，多采用水冷降溫(wēn)。使用時，應(yīng)注意冷卻(què)水的(de)清潔(jié)度以(yǐ)及ph值(zhí)，避(bì)免對設(shè)備造成腐(fǔ)蝕和(hé)污染(rǎn)。合理設置(zhì)冷卻水流(liú)量和壓力，保證良好(hǎo)的冷卻效果。

參考文(wén)獻(xiàn)

[1]王文彬(bīn).高線吐(tǔ)絲機振動原因(yīn)分(fèn)析及(jí)預防措(cuò)施(shī)[j].安徽(huī)冶金(jīn)，2019（3）：16-17.

[2]肖國(guó)偉.高(gāo)線吐絲機故障原因分析(xī)及控制措(cuò)施[j].天(tiān)津冶(yě)金，2015（6）：49-52.

[3]吳海樂.高速(sù)線材廠(chǎng)吐絲機(jī)振動原因分析(xī)及對策(cè)[j].南(nán)鋼科(kē)技與(yǔ)管理，2016（4）：65.

（來源：鋼鐵(tiě)交流）