高线吐丝机故障原因及对策分析

高线吐丝机故障原因及对策分析

顾敏

江阴兴澄特种钢铁有限公司 江苏无锡江阴 214400

摘要：在线材高速生产过程当中，吐丝机有着不可或缺的重要地位，伴随人们对于安全生产问题的重视力度不断加大，针对吐丝机实际生产当中所存有故障隐患的相关研究也在不断深入，同时，通过相关优化与改进，能够令其降低故障发生概率的同时，促进成材率等各项指标。基于此，本文将主要针对高线吐丝机相关故障原因展开探讨，同时提出具有较强针对性的相关措施。

关键词：高线吐丝机；故障原因；应对措施

高线吐丝机是拥有快速线材生产能效的吐丝设备，还可以将轧制的线材制成线圈，方便线材的收集，是非常重要的生产设备，高线吐丝机的运行可直接危及线圈的产品质量及后续制造。随着生产制造运动的日益频繁，在快速线材生产制造的整个过程中，吐丝设备会产生各种问题，如吐丝机轴承的常见故障，吐丝线圈的尺寸不固定，和吐丝机吐丝甩尾和吐丝机振动大，这种常见的故障问题，不仅会影响生产加工的正常运行，还会降低设备的使用寿命。因此，对常见故障的研究至关重要，根据调查分析发现的问题产生的原因，实施有效的保护对策，降低常见故障发生的概率是非常重要的，这也是保证生产质量和效益的基础。

1故障与原因

1.1吐丝机吐大小圈

所有从吐丝机中吐出的正常线圈都应该是线圈形状稳定，间隔均匀，并保持一定的圈形，但是，吐丝机通常会在现场吐出大小圈，即线圈的直径不同，这使得线圈难以收集并且线圈容易被卡在集卷处，导致生产被迫暂停；操作工选择专用工具强行刺下线圈，会导致线圈形状不良，甚至危及产品表面质量，也影响后续打包机的工艺流程，其原因主要为：（1）吐丝管问题。吐丝管组装在吐丝盘上，它是空间锥体形状的螺旋曲线，曲线可分为三段；一是平行线段，也叫导引线段，在此段线材没有塑性变形；二是变形段，线材通过平行线段后入变形段产生纯塑性变形；第三个是成型段，在此线材再次发生塑性变形，生成相对稳定的线圈。根据现场实际经验证明，吐丝管内腔损坏严重，吐丝管生产加工质量差，吐丝管安装不当，内腔有锌灰沉积等都会引起吐丝机吐丝整个过程不稳定，线圈的大小不一，导致线材质量差^[1]。（2）吐丝管内腔损坏严重。线材与吐丝管内腔在高温快速的条件下持续进行强烈摩擦，导致吐丝管内腔不断受到损伤，并产生由其形成的惯性力矩、向心力、滑动摩擦力，线材在吐丝管变形段的相对速度较大。因此，这一段吐丝管的损坏更为严重，当吐丝管内腔损坏明显时，会改变线材在吐丝管内的轨迹，线材的运行会受阻，整个吐丝过程的可靠性将被破坏，轧制不同规格的线材，如果不及时拆卸和更换吐丝管，将继续造成严重影响，导致吐丝管内壁磨损，并造成安全事故^[2]。(3)吐丝管生产加工质量差，吐丝管安装不合理。生产过程中吐丝管的材料选择不合理，耐磨性差，在整个吐丝过程中，线材与吐丝管内腔的摩擦会加速吐丝管的损坏，线材不稳定，造成尺寸圈；吐丝管在现场安装不合理，会改变吐丝管的空间曲线和线材的运动轨迹，导致线材在吐丝管中的速度和承载力发生变化，破坏吐丝机动平衡，不仅大大降低了设备的使用寿命，而且危及吐丝机的回路质量。（4）锌粉沉积在吐丝管内腔。如果不定期清除吐丝管内的锌粉，会导致锌粉沉积在吐丝管内，使线材堵塞在吐丝管内，破坏吐丝管的可靠性，进而造成更换吐丝盘，严重时会严重影响线圈的品质。

1.2吐丝机超前系数设置不当

吐丝机超前指标的变化对线圈的圈形大小和线圈的铺展方向有直接的影响，根据不同的尺寸和轧制速度，吐丝机的超数一般设置在2%～10%的范围内，现场的实际经验证明，如果吐丝机的指标设置过大，吐丝机的圈形就会过小。同时，吐丝位置随着吐丝机的转动向左移动；反之，如果吐丝机的指标设置的太小，吐丝机吐出的线圈就会过大^[3]。并且，吐丝位置随着吐丝机的转动向右移动，吐丝机指标设置不合理，会造成圈形不良，甚至危及集卷筒的正常收线。

1.3夹送辊速度设置不当

夹送辊的夹线方法包括夹线全过程，夹头顶尾，同时夹头尾，现场采用夹线尾，小规格线材在轧制过程中，线材尾部离开减定经机后，因失去张力而迅速加速，从而无法控制离开吐丝机的尾部，线材尾部很容易出现大小圈情况。相反，低速大规格轧制时，轧制速度低^[4]，夹尾可能导致吐丝吐不出，堆在吐丝盘内，造成长时间停机，轻重压的调整也很重要。许多新厂都缺乏经验，为了更好地保证线面层质量，不夹尾，降低了线尾进入吐丝机的速度，尾圈直径太小，轧制不同规格型号线材时，根据尾部成形情况调节夹送辊速度控制坯尾部速度，从而降低造成大小尺寸圈和堆钢安全事故的概率，做好减定经机、夹送辊、吐丝机三者的速度匹配，才能保证吐丝机吐圈稳定，圈形质量佳。

1.4轴承故障

在生产过程中，吐丝机轴承出现问题的概率最高，一般会出现变形、开裂、冲蚀、损坏等常见故障，轴承内外圈的常见故障是加剧轴承损坏的主要原因之一，吐丝机轴承内外圈的常见故障在短时间内不会对吐丝机造成明显的危害，但如果不立即解决，就会伴随着轴承的损坏，导致生产制造安全事故加剧。导致轴承内外圈出现问题的因素有很多，如轴承的质量、安装不规范、维护不及时等。吐丝机轴承的球轴承也可能有问题，一旦出现滚珠轴承，就会造成轴承传动齿轮的破坏，造成接头损坏，进而干扰正常生产。轴承的常见故障可以通过检测和分析及早预防和解决，因此对这种现象的深入分析和诊断必不可少。

1.5甩尾故障

吐丝机吐丝甩尾的常见故障是线尾被吐丝热压，吐出的线圈不能成圈，有时电线会继续使用，不仅危害生产加工，还会继续威胁工人的安全。造成吐丝甩尾的关键因素是夹送辊夹持范围不足、夹送辊隙设置不科学、热检信号偏差等。

2控制措施

2.1加强吐丝管的日常维护

由于吐丝管的状况，吐丝机的常见故障经常发生，吐丝管的日常保养不好，不仅会导致吐丝圈不良，还会造成吐丝机振动大，严重危害生产，为了促进设备的使用寿命，提高吐丝管的日常维护工作势在必行，因此现场提出了控制方法。因吐丝管严重损坏而导致吐丝机常见故障的发生在现场最为常见，当场制定了相关对策，吐丝管的过钢量较大，并在观察的基础上分析了吐丝管的日常应用，根据情况，制定了不同规格型号的吐丝管的过钢量较大的产品，轧制17.5mm以上大规格线材时，一根新吐丝管的最大过钢量约为10000吨；轧制17.5mm及以下小规格线材时，由于轧制速度较快，直径较小，导致对吐丝管的损伤增加，因此在轧制小规格时，新吐丝管的最大过钢量约9000吨；禁止混合大规格和小规格线材使用同一根吐丝管，原因是小规格的吐丝管的轨迹比较小，当粗丝在吐丝管中沿细丝的轨迹运行时，会产生擦伤，运行路径不固定，不均匀，降低了吐丝管的使用寿命，增加了吐丝管的消耗。新管子上线前使用较硬的轴承钢预磨2000吨左右，这样可以有效解决后续轧制软刚种产生的擦伤问题。吐丝管达到规定过钢量后，立即更换新吐丝管，保证吐丝顺畅，减少线材划伤，振动大等问题。针对吐丝管内腔锌灰沉积问题，规定操作工利用停机检修时间，多次按压操作面板的高压吹扫清除吐丝管内沉积的锌灰，正常生产线材脱尾后增加自动吹扫吐丝管，确保管内顺畅。吐丝管拆卸更换新管时，要求操作工在保证吐丝管合理安装的条件下，密切跟踪记录吐丝管的使用情况，发现问题立即协调时间处理，确保吐丝管质量。

2.2轧件料型和张力的合理控制

为了更好地防止张力设置不科学，铸坯沿长度方向和短边方向的横截面尺寸会有所不同，最终造成减定经机进出率的波动，导致减定经机、夹送辊和吐丝机三台机器的速度不匹配，危及吐丝质量，现场制定了相应的改进措施。保证加热炉空煤比例为0.6～0.8，钢坯在加热炉中加热到规定温度后，保温10～15分钟后可宣布轧制。在整个轧制过程中应严密检查轧制过程，温度是否达标，工位操作工应根据规格调整辊缝值，确保料型符合要求，其中粗、中轧料型规格误差在±1mm以内；预加工材料类型规格误差在±0.5mm以内；精轧材料型号规格误差规格在±0.2mm以内，因为热轧钢坯和辊环经过一段时间的轧制后，辊缝会或多或少地增加。要求岗位操作工每1小时检查并记录一次粗、中轧规格，并根据规格变化及时调整材料，类型。张力传感器不科学，主要表现在成品的直径、截面和错位不符合要求。对成品线材沿不同部位长度和短边方向的截面尺寸和错位数据进行准确测量和记录，并进行比较。数据信息的波动幅度立即调整张力。

2.3 合理设定夹送辊和吐丝机的参数

夹送辊和吐丝机的技术参数设置是否合理，直接影响到吐丝机的可靠性，为了更好地保证回路的稳定性，现场制定了相应的控制方法。根据现场试轧工作经验，制定了符合施工现场具体情况的不同规格型号的轧制工艺流程，确保减定经机、夹送辊、吐丝机三种速度匹配.参考轧制过程，该流程有效地设置了吐丝机的引导指标和夹送辊速度。生产时使用夹尾送料，轧制大规格线材时，为了更好地防止尾部喷出，当线材尾部离开吐丝机后，夹送辊采用尾部增加速度夹取；轧制小规格线材时，为了更好地防止两尾线出现大圈，当线材尾线离开吐丝机时，夹送辊选用尾部减速夹送。轧制新规格型号线材前，仔细观察夹送辊夹紧状态下试样棒的松紧度和表面质量，调整夹送辊间隙和夹紧力，调整辊缝设置试样棒时，夹送辊转动时宜轻松松散，夹送辊的夹持力应设置为使试样棒夹持平稳，不会在表面留下夹痕，由于夹尾是现场使用，夹尾为高压设置为0.4MPa。吐丝机和夹送辊加工工艺参数的改进，取得了很好的实用效果。根据现场跟踪记录分析，上次指标、夹送率、辊缝等技术参数设置不合理等造成的常见故障，如大小吐丝圈、吐丝甩尾，堆钢等，已经运行良好。

2.4轴承故障控制措施

随着科学技术的不断发展，许多新技术被用于制造，针对吐丝机轴承的常见故障，正在慢慢采用同震调制解调技术，如果轴承出现问题，立即发现轴承的常见故障，并尽快完成修理或更换。另外，现阶段已经有吐丝机在线检测系统，它还可以计算轴承的问题并发送预警信息，发现预警信息后，维修人员需要对机器设备进行维修，找出存在的问题并加以解决。因此，制造企业引进当前优秀的计算机，也是提高生产安全系数、预防安全事故发生概率的主要途径。吐丝机在线检测系统软件还可以提高机器设备对维护工作的预测能力，可以检测和诊断设备的常见问题，最终达到吐丝机长期正常运行的目的，吐丝设备的使用寿命为公司节约成本，增加产量。

2.5吐丝甩尾控制措施

要控制吐丝机的甩尾，首先要检查夹送轮的夹紧力，如果力度不够，应尽快实现调整，第二、操作工应按规范调整夹送轮间隙。辊缝过大或过小都会引起吐丝甩尾，第三，热线扫描仪准时到位，一旦发现问题，立即进行校准，使热检数据信号保持正常状态，这样可以降低吐丝机发生吐丝甩尾的概率。

3优化改进

3.1动平衡试验装置的优化与改进

1. 由于线上调整动平衡试验时间较长，设计方案是增加吐丝机动平衡试验台，离线完成调整吐丝机的动平衡，即整体拆卸更换确保每次的换工装或规格时间同时进行，不耽误生产时间。动平衡试验台置于吐丝机与减定经机西侧，电机采用高速运转（四级）75kW交流电机，并更新吐丝管，对运行轨迹进行数据调查，分析主动轴的转速变化，并分析电机转速、速度可控制在1050r/min，相当于轧制速度85m/s。最高速度可达90m/s，在此基础上，对吐丝管的磨损情况进行分析，并对运行轨迹进行监督，适当更换吐丝管，满足实际生产需求。(2)润滑油使用减定经机的油道与减定经机润滑站相连，仅需少量管道即可完全保证吐丝机提供的润滑油工作压力为0.4MPa，并做好运转设备的防护，保护机械设备。

3.2喷油环及轴承座的优化改进

通过改进喷油环与轴承座，有效避免吐丝机轴承出现烧毁故障，第一，根据技术要求，对该轴承座内孔进行加工，加工后尺寸公差范围为 310（0~0.02）mm；第二，喷油环重新钻孔，孔正对滚动体，保证最终的喷油效果，将喷油环孔径从 1.5mm,改为 2.5mm，增大润滑油流量，能够有效防止小颗粒脏污将喷油口堵塞；第三，加强装配质量，密封胶要均匀、连续涂抹，控制好与油管之间的距离，防止将密封胶挤到油道中，保证油路顺畅。

结语：

在高速线材生产过程中，高速吐丝机是必不可少的主要机械设备，它的运行对生产和制造具有关键影响，对吐丝机常见故障进行调查研究势在必行。针对问题改进日常维护，引入新的技术方法对常见故障进行预测分析并立即采用控制方法，提高高线吐丝机的可靠性，充分发挥设备的作用，提升制造质量以及企业经济效益。

参考文献：

1. 郭先任, 陈东, 蒋弦弋. 高速线材吐丝机故障分析及改进[J]. 2021(2012-11):130-131.

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