РАЗДЕЛ 2
Исследование надежности машин для смотки тонкой горячекатаной полосы
2.1. Технические и технологические отказы моталок
Опыт эксплуатации сматывающих машин в условиях металлургических цехов
показывает, что технологическая надежность агрегата является отражением его
технического состояния, настройки и конструктивных несовершенств. В этом
аспекте следует рассматривать отказы, снижающие техническую надежность моталок
по условию прочности и износостойкости деталей, связанных с внешними условиями:
скоростью смотки, температурой полосы, смазкой, конструктивными особенностями
узлов трения, а также связанных с конструкцией машины.
К техническим отказам следует отнести:
а) по условию износостойкости трущихся деталей: износ, огранка роликов моталки;
износ щековин сегментов, проводок вводного устройства; износ узлов сочленений в
рычажной системе механизма формирования рулона (рис. 2.1) и др.;
б) по условию прочности: разрушение приводных опорных роликов свертывающих
машин (рис. 2.2); разрушение подшипников неприводных и приводных формирующих
роликов; разрушение упругих элементов вводного устройства, рычажной системы и
кассет формирующих роликов и др.;
в) по условию виброактивности и виброустойчивости: колебания в рычажной системе
механизма формирования рулона; колебания в крутильной системе привода тянущих,
формирующих роликов и барабана; удары задней части полосы в рулоне о
формирующие ролики в конце смотки.
Большинство отказов в той или иной степени обусловлено наличием несовершенной
конструкции сматывающего устройства, таких как:
а) конструктивные несовершенства: применение нерациональной рычажной системы в
механизме формирования с присущей ей переменным передаточным отношением, что
вызывает сложности в настройке и регулировании усилия прижатия роликов к
рулону; применяемые конструкции вводного устройства не позволяют безударно
ввести полосу в моталку, что приводит к разрушениям формирующих роликов, отрыву
проводок и "бурению" полосы; применение в приводах формирующих роликов моталок
мультиплицирующих зубчатых передач приводит к ощутимым погрешностям угла
поворота, что является источником вибраций, снижающих срок службы деталей
привода;
б) структурные несовершенства: связаны с выбором кинематических пар и введением
избыточных связей (ИС) в механизмах моталки, что приводит к статически
неопределимым системам или наоборот наличие зазоров ведет к появлению
дополнительных подвижностей, разрыву связей;
в) неремонтопригодность: отсутствие возможности замены изношенных роликов при
переходе с узкой полосы на широкую приводит к появлению продольных отпечатков
на полосе;
г) динамические несовершенства: низкая виброустойчивость или потеря
виброустойчивости, выражающаяся в том, что на определенных участках (фазах)
смотки возбуждаются резонансные колебания в рычажной системе механизма
формирования рулона, линиях привода тянущих, формирующих роликов, барабана и
вводном устройстве;
д) низкая износостойкость и термостойкость элементов: связаны с выбором
материала для изготовления сопряженных деталей, а также деталей, контактирующих
с горячей полосой и рулоном с учетом действующих нагрузок (статических,
динамических).
Группа технологических отказов моталок объединяет следствия низкой технической
надежности машины, несвоевременной замены изношенных элементов, брака или
отклонений от технологии в процессе прокатки полосы, неправильной настройки и
эксплуатации. К ним следует отнести: телескопичность и распушивание рулонов;
затирание, обгорание, повреждение их кромок; «бурение» полос; «надавы» (при
переходе без перевалки с малой ширины на большую); поперечные риски и др.
Рис.2.1. Износ кинематических пар рычажной системы механизма формирования
полосовой моталки: а) соединение синхронизирующей тяги и рычага; б) основные
размеры кинематической пары; в) износ элементов кинематической пары
Рис.2.2. Разрушение опорного ролика моталки полосового стана:
а) разрушение ролика со стороны противоположной приводу; б) размеры опорного
ролика; в) усталостный излом шейки ролика
Технологическим отказом, вызывающим повреждение сматывающего устройства и
максимальные нагрузки на его элементы, является "бурение" полосы. Основными
причинами вызывающими "бурение" являются:
а) существенное увеличение сопротивления движению полосы, взаимодействующей с
элементами формирующей полости (проводки сегментов, ролики) как в начале
смотки, так и при установившемся процессе смотки;
б) недопустимое увеличение сопротивления движению полосы, взаимодействующей с
тянущими роликами и элементами вводного устройства, входной проводки при
формировании первых витков рулона;
в) критическое рассогласование скоростей на входе вводного устройства и
окружной скорости наружного витка сматываемого рулона;
г) разрушение элементов узлов, задающих полосу и формирующих рулон.
2.2. Исследование надежности оборудования для смотки горячекатаной полосы НШСГП
1680 комбината «Запорожсталь»
Непрерывный тонколистовой стан 1680 горячей прокатки ОАО МК «Запорожсталь»
оборудован двумя группами ролико-барабанных моталок и группой роликовых
свертывающих машин для смотки полос из углеродистых и легированных марок сталей
в рулоны. В последние годы на стане осуществлен переход к прямой транзитной
схеме прокатки «слиток – сляб - рулон» [[lxiv]]. Технология транзитной прокатки
листа осуществляется без промежуточного нагрева и приводит к снижению
температуры проката как в чистовой группе клетей, так и при смотке полосы в
рулон. При этом осуществлен переход к рулонам большей массы (до 16 т.). В связи
с этим оценивались технологические возможности и эксплуатационная надежность
- Київ+380960830922