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轧辊磨床在调试中的故障浅析

发布时间:2017-10-13
徐岱蔚
(宁夏青铜峡通润铝材有限责任公司,宁夏青铜峡 751603)
  摘 要:轧辊是铝加工行业的重要部件,其加工质量直接影响到产品质量。因此,通过调试,最终使每个部件、每个系统都达到设计要求,从而使机床的各个部件都能正常运转,并达到最佳状态,才能保证磨削加工后的轧辊符合轧制要求,生产出质量过硬的产品。
  关键词:轧辊;调试;故障
  轧辊是铝加工行业的重要部件,其加工质量直接影响到产品质量。因此,通过调试,最终使每个部件、每个系统都达到设计要求,从而使机床的各个部件都能正常运转,并达到最佳状态,才能保证磨削加工后的轧辊符合轧制要求,生产出质量过硬的产品。我公司一台M84125×5000普通轧辊磨床,在安装调试过程中,遇到以下几方面的故障。
  1 在安装调试过程中,出现的故障
  1)设备启动后,头架转动,但无法带动轧辊转动。2)设备启动后,头架转动并带动轧辊转动,但设备运转40分钟后,直流主电机(55KW)的10根皮带全部烧损报废。3)设备启动后,拖板出现爬行现象。4)主轴出现抱轴现象。5)试磨削过程中,轧辊加工质量达不到要求,出现辊面加工缺陷。
  2 故障原因分析与解决
  1)设备所用托架两托瓦表面为平面,与轧辊辊颈接触面积小,造成托瓦润滑油在瓦表面很难聚集,不能在辊颈间充分形成油膜,因此摩擦力很大,无法带动轧辊转动。因此,通过加工巴氏合金托瓦表面,将平面加工为弧面,弧面上加工出储油槽,增加与轧辊辊颈的接触面积的方法,解决了轧辊不转动的故障。
  2)由于设计原因,托架两托瓦分布不合理,该轧辊磨床托架采用的托瓦为90°侧瓦和较小倾斜角底瓦(与垂直线的夹角为16.5°),轧辊重量依靠底瓦承担,阻碍轧辊转动的力矩集中在底瓦摩擦力矩上。国际同类轧辊磨床,其托架两托瓦分布形式为侧瓦与垂直线的夹角为65°,底瓦与垂直线的夹角为25°,两片托瓦同时承担轧辊重力,阻碍轧辊转动的力矩分散在两片瓦上,便于轧辊起动。同时,由于该磨床床头箱皮带轮与电机皮带轮之间的直径相差很大,但轴之间距离却很近,皮带在皮带轮上的有效接触面积减少,造成电机皮带轮转动力矩不够,虽然能够带动轧辊转动,但出现了10根电机皮带打滑而烧损的现象。因此,更换床头箱皮带轮与电机皮带轮,减小两皮带轮之间的直径差,增加两皮带轮轮槽宽度,解决了皮带烧损现象。
  3)造成拖板爬行的原因有:油液不清洁。当液压油中杂质较多时,易将节流阀阀芯的节流开口堵死,造成节流阀输油量不足、吸油不畅。阀芯与阀座配合间隙过大,阀芯的圆度超差。密封圈损坏。滤油器上的污物,影响到大拖板的浮起量,使拖板在运动中受力不均而产生抖动。更换液压油、清洗滤油器后,拖板仍然存在爬行现象。但在拆卸节流阀的过程中,发现节流阀阀芯的节流开口被油污阻塞、节流阀密封圈损坏失效。因此,通过清洗阀芯、更换密封圈、调节拖板浮起量后,拖板无爬行现象。
  4)造成主轴抱轴现象的原因有:轴瓦与轴配合间隙过小。间隙过小时,进入油腔的油量很少,油压很低,主轴不能很好地在动静压轴承中浮起,启动设备后,极易引起主轴轴承研死。主轴径向受力过大。轴瓦刮研精度低。安装时未清洗干净油箱、管路、轴瓦内的杂质,导致润滑油泵送油油路的阻塞或进入动静压轴承油腔油路的阻塞。这两个原因直接导致油量不足、油压不够,从而在砂轮架主轴启动时出现主轴抱轴的故障。送油油路的阻塞主要是在滤油器处,M84125送油路上共有四层不同粗细的过滤器,特别是精滤器易被堵塞致使送油压力下降,油量不足、油压过低,导致动静压轴承副研死。其次,坚硬的细小颗粒进入动静压轴承油腔后,将油腔边缘刮开浅槽,致使油腔内部润滑油泄漏,从而使压力减小,主轴受力不均衡,偏向压力小的油腔,高速旋转的主轴与动静压轴承发生磨损,导致主轴烧伤。润滑油牌号选择不合适。选润滑油时,应以粘度为主要依据。对于轧辊磨床砂轮主轴,因其轴瓦间隙小、转速高、负荷小,要求用粘度较小的润滑油。砂轮主轴三角皮带松紧不适当。过紧,会使主轴抱死;过松,则产生抖动影响磨削精度。
  主轴出现抱轴故障后,将砂轮及传动皮带卸去,拆下主轴,检查主轴和轴瓦的情况,发现主轴轴颈及前轴瓦均有划痕。在确定轴瓦与轴的配合间隙、轴瓦刮研情况和砂轮主轴三角皮带松紧程度均符合要求后,将重点放在润滑油牌号的选择与油箱、管路、轴瓦内是否含有杂质这两个方面。首先,更换润滑油,选取质量更好、更能符合磨床性能要求的2#主轴油作为磨床砂轮架主轴用油。其次,清洗润滑油油箱、管路以及各级滤油器。最后,对主轴及轴瓦损伤部位进行抛光处理。经过上述方法的处理,解决了主轴抱轴故障。
  5)砂轮架是轧辊磨床的核心部件之一,它的回转精度及运动平稳性直接影响着工件表面的磨削质量。我公司轧辊磨床在磨削的过程中,轧辊辊面未出现圆度、圆柱度超差问题,但一直存在着辊面波纹现象。辊面波纹的产生原因有:
  传动振动(电机振动或电机皮带长短不均匀或张紧不适)。
  砂轮静平衡不好。
  动静压轴承液压系统压力不稳定。
  主轴油不足或不清洁,磨头的油压不稳定。
  砂轮磨损。
  设备零件加工质量原因:  
  A、箱体轴承孔的圆柱度和同轴度误差必须控制在0.004mm范围内。如果加工误差太大,势必要加大配合间隙,而间隙的增大势必影响主轴的回转精度及运动平稳性。
  B、主轴加工精度和表面粗糙度达不到要求,无法保证主轴的回转精度及运动平稳性,严重影响轧辊辊面的加工质量。
  通过分析与检查,排除电机振动、电机皮带、砂轮、液压系统方面的影响,因此,轧辊辊面波纹产生的原因,主要集中到设备零件的加工方面。
  设备主轴精度必须控制在0.004mm以内;主轴的定心轴颈、砂轮夹盘定位锥面的圆度、同轴度必须控制在0.002mm以内。检查砂轮主轴的轴向间隙和径向跳动精度,均满足精度要求:主轴轴向间隙是0.003mm;主轴径向跳动是0.004mm。检查砂轮夹盘定位锥面的圆度、同轴度时,发现主轴存在加工缺陷:
  A、主轴头部锥度与砂轮夹盘锥度存在配合误差,配合锥面接触不良,只有30%的接触面积。主轴头部锥度面4个不同的位置,测量的锥度存在10′的偏差。
  B、主轴尾部锥度与皮带轮锥度存在配合误差,配合锥面接触不良,只有40%的接触面积。
  在上述需要解决的缺陷中,如何提高主轴部件的精度是最为关键的。主轴部件在加工过程中会随时改变砂轮和工件的相对位置,会因切削力的作用,使砂轮主轴产生振荡,工件产生辊面波纹。因此,必须重新加工主轴,提高砂轮夹盘、皮带轮与砂轮主轴配合锥面的精度,才能彻底解决工件加工缺陷。

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