棒材RVM330模块轧机辊箱故障分析和改进措施

【摘要】福建省三钢集团有限责任公司（简称“福建三钢”）一棒生产线通过改造引进RVM330模块轧机，运用实践中，辊箱部件存在设备缺陷和潜在不利因素，本文通过RVM330模块轧机辊箱故障现象，剖析其发生机理，对结构进行改进和优化，有效降低运行故障率，同时降低了运行成本，增加了经济效益。

【关键词】RVM330模块轧机、辊箱、故障现象、剖析、改进和优化

前言

2023年5月，福建省三钢集团有限责任公司（简称“福建三钢”）一棒通过改造引进RVM330模块轧机，运用在最后2架精轧机上，该轧机具有设计理念先进、结构紧凑、刚度高等特点。然而，改造完成后的2架轧机运行时，辊箱多次发生辊缝无法调节、错辊、跑辊故障，导致生产线多次非计划停机，严重影响了生产线的正常运转。本文对2架RVM330模块轧机辊箱运行故障的原因进行了阐述与分析，并通过设备结构的改进和优化，提高了设备的可靠性和使用寿命。

330模块轧机辊箱的结构特点

辊箱由锥套、箱体、冷却水管以及设置在箱体内部的密封组件、辊缝调整机构、轧辊轴、以及偏心套机构组成。

辊箱通过手动旋转33接头组件，带动联轴器31两端丝杆27、28旋转，耳轴螺母29、30沿丝杆上下滑动，再通过耳轴滑块32带动偏心套25、26相对旋转，两轧辊轴的间距随偏心套的偏心相对轧线对称移动而改变辊缝，实现轧辊轴机构的开口度调整；箱体面板内部直接加工油路、水路通道，半圆弧水管2、3通过水管座40、41螺栓连接在箱体面板上，用于辊环冷却；多重密封结构，有效阻挡外部冷却水及颗粒进入辊箱，同时防止漏油；轴向挡板13用于轧辊轴的轴向固定，轴向挡板垫片14用于调整两轧辊轴平齐，轧辊轴由右轧辊轴23和左轧辊轴24构成，在右轧辊轴23和左轧辊轴24安装辊环，锥套6楔入辊环与轧辊轴之间的间隙内，在轧钢时传动箱将扭矩通过轧辊轴机构的齿轮传递给轧辊轴，轧辊轴再以薄油膜润滑的滑动轴承内转动（安装图见图1）。

330模块轧机辊箱运行故障分析

辊缝无法调节原因分析

福建三钢一棒线改造引进330模块轧机，投入运行2个月，辊箱就陆续发生3 次辊缝无法调节故障，其中K2架次1次，K1架次2次，无法调节的原因皆是轴向挡板与偏心套卡槽处破坏产生的颗粒和隆起凸点阻碍偏心套转动。

通过对 3次故障进行总结分析发现，轴向挡板与偏心套卡槽之间的间隙0.02～0.05mm，卡板上所有棱边都未倒圆角，尖角也未倒钝，辊缝调节时，卡板棱边或者尖角造成偏心套划伤，配合间隙小，产生的铁屑无法排出，最后堆挤在一处，造成堵转。

错辊原因分析

辊箱正常过钢6-9万吨，便开始发生错辊，原因是辊环在轧辊轴轴向上不是直接靠轧辊轴轴肩进行定位的，与轧辊轴轴肩之间还安装有一套密封组件，左右轧辊轴上的密封单元组件内外抛油环磨损不一致，辊环在轴向上有高低差（密封组件安装形式见图1（I局部））。

分析错辊故障原因，正常生产过程，轧制线速度在23-25m/s，辊环辊径308-330mm，轧辊轴最高转速超过1500r/min，内外抛油环存在极大的离心力，轧辊轴存在微量窜动，外抛油环与辊环、内抛油环与轧辊轴无法形成有效的摩擦力，产生相对滑动摩擦，摩擦引起接触表面快速不规则磨损，左右轧辊轴上的内外抛油环磨损量不一致，造成辊环安装时呈现高低差，便是我们常说的错辊现象。

另外，产生错辊的同时，也会产生其他不利的因素：磨损之后，内外抛油环往轴肩缩进，双唇密封圈内唇口逐渐失效，外唇口因外抛油环的过度挤压加速损坏，密封失效，不仅会直接影响到辊箱的漏水和漏油，密封圈腔内金属粉末颗粒也会随水和油进入辊箱内，加速油膜轴承的磨损，影响辊箱的使用寿命，甚至烧损辊箱。

跑辊故障原因分析

辊箱投入生产运行，半年内发生多次K2辊箱跑辊现象，其中2次跑辊造成K2辊箱油膜轴承烧损故障，通过对K2辊箱2次辊箱损坏故障分析：

首先与未发生跑辊现象的K1辊箱对比，发现K1辊环比K2辊环厚39mm，K2辊环安装时在外侧需加装了40㎜厚的压紧套，两台辊箱互成90°安装在同一台锥箱箱体上，其余零部件完全互换，安装人员、工序、工器具相同，判定K2辊箱跑辊问题出现在压紧套上。

进一步分析压紧套与辊环安装尺寸，压紧套内径尺寸为φ195-φ195.05㎜，辊环内径尺寸为φ195-φ195.03㎜，两者尺寸过于接近，且都通过楔入装在轧辊轴上。我们都知道，辊环装入时辊环与轧辊轴之间是通过锥套楔入使得锥套与两者的配合间隙消除，形成过盈连接，考虑辊环与锥套之间的接触静摩擦长期用以抵消轧制力，辊环与锥套多次使用后，必然更容易产生疲劳及磨损，后期安装时打入相同正压力的情况之下，锥套楔入受到压紧套的限制而无法与辊环形成有效的过盈连接。

结构改进与优化

改进卡板，对卡板所有棱边进行倒圆及尖角倒钝，同时缩小卡板弧口尺寸，增加卡板与偏心套卡槽接触面积

优化外抛油环及改进轧辊轴，在轧辊轴及外抛油环对应安装位加工出对称矩形平面，用以限制外抛油环与轴相当滑动，而内抛油环在磨损一定量之后，外抛对其不产生正压力，也不再过多的产生磨损。

取消K2辊箱压紧套，根据生产螺纹钢规格不同，制作两种不同规格辊环及锥套，经过计算及校核，轧制16、18、20螺可采用125㎜厚度辊环，双槽孔，原有锥套；轧制22螺采用135㎜辊环，双槽孔，加长10㎜锥套。

改进后效果

通过对 RVM330模块轧机的设备结构进行改进，大幅度地降低了轧机的故障率，文中提及故障皆未再发生。辊箱油膜轴承烧损一次的设备维修费约14 万元，生产线的停机更换时间约240min，密封组件的使用寿命提升三倍有余，密封备件年可节约约10万元，辊环备件年可节约20万元，经过改造后极大地降低了生产成本，为企业增加了经济效益。

结束语

本文深入剖析了RVM330模块轧机辊箱故障发生的原因，并通过对相应设备结构的改进和优化，在解决故障及潜在不利因素的同时，充分考虑节省设备维修费及生产消耗成本。极大地降低了设备运行的故障率，保证生产的稳顺运行，为企业增加了经济效益。

参考文献

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【2】张兆伟. 首钢高线精轧机组辊箱故障原因分析及改进. 中国设备工程， 2012（12）：34

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