2#连铸机摆剪齿轮箱高速轴切断事故原因分析及改进措施_教授2级

2020-02-29 其他范文下载本文

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2#连铸机摆剪齿轮箱高速轴切断事故

原因分析及改进措施

王南生

程合喜

（武钢CSP厂

武汉 430080）

摘要：本文对武钢CSP厂连铸机的关键设备摆剪的功能、设备组成、结构特点及工作原理作了介绍，同时对即将投产的2#连铸机摆剪齿轮箱高速轴切断事故进行了原因分析，及改进措施。

关键词：CSP 连铸机

摆剪

齿轮箱

The analysis for this accident and improvement measures for the cutting off high speed shaft of the pendulum shear of the NO.2 casting

WangNanSheng（The CSP plant of WISCO Wuhan 430080）

Abstract：The text introduce the pendulum shear of the casting important equipment of the WISCO CSP plant functions，components，characteristic and principle，and analysis for the reasons that high speed shaft of the pendulum shear was cut off，and improve Keywords：CSP，casting，pendulum shear，gearbox 1前言

武钢薄板坯连铸连轧生产线（简称CSP厂）主要由两台薄板坯连铸机，两座辊底式加热炉，七机架轧机及相应的配套设施组成。武钢CSP厂2#连铸机在热试前几天，模拟试车时，发生了摆剪齿轮箱高速轴切断事故，导致热试计划推迟。武钢CSP厂技术人员加班加点在规定的工期内顺利的完成了抢修任务，保证了2#连铸机的热试成功。此次事故是国内CSP生产线首次发生的重大设备事故，我们要从中吸取教训，对关键设备及关键部位，要派专人专班认真的点巡检。2摆剪的功能及设备组成摆剪设备为CSP连铸机的关键设备，它用于剪切坯头、坯尾，并将铸坯剪切成成品卷所要求的铸坯的长度。当炉子和轧机出事故时，将所铸出的铸坯剪成碎段。

摆剪由下列主要部件组成：固定框架、偏心轴、摆动框架、摆动缸、上、下刀架、上、下剪刀、连杆、过渡辊、夹送辊、传动装置、剪刀更换装置、3个入口辊、1个出口辊、1个入口夹送辊（带两个油缸）、1个出口夹送辊（带两个油缸）、一个压辊。另外摆剪还有一个起润滑和冷却齿轮箱作用的稀油站，以及一个用来驱动离合器及闸工作的液压站。

摆剪设备示意图 3摆剪的结构特点

摆剪固定框架为焊接钢结构。摆动框架也为焊接钢结构，安装在偏心轴上，绕偏心轴旋转，其下部与下刀架相连，上部设有上刀架的垂直滑道，剪切时上刀架在垂直滑道内滑动。上刀架与偏心轴通过连杆相连接。上、下剪刀固定在上、下刀架上，上、下刀架需内外水冷。摆动框架通过两个液压缸驱动，与铸坯保持同步。传动装置由一台马达，通过飞轮、液压离合器-闸、减速机、齿轮联轴器，带动偏心轴旋转，完成铸坯的剪切。离合器和飞轮及制动器都安装在减速机上。当不剪切时，偏心轴不旋转，电机带动安装在减速机高速轴上的飞轮高速旋转，以储存能量；当需剪切时，离合器合上，闸打开，偏心轴带动上剪刀向下、下剪刀向上运动，完成一次剪切过程 4摆剪剪切的工作原理

当摆剪内部的跟踪值达到板坯长度时，由选择的HMI或2级机模式启动板坯切割。正常切割步骤如下：

步骤 0:切割程序初始化，无运动产生。

步骤 1:下次切割200mm 前，压下辊到达切割位、水平辊到达等待位。

步骤 2:达到第一块板坯长度，离合器将蓄能，抱闸为执行切割循环而打开。在这一过程中，框架开始在浇铸方向以浇铸速度移动。切割之后，摆剪内部长度计数器复位。

步骤 3:偏心轴角度达到>170°的位置时水平辊移向调平位以保证在摆剪之后压紧铸坯。

步骤 4:偏心轴角度达到>315°的位置时摆剪框架停止运动。出口辊以均热炉辊的速度转动，压下辊通过压力控制移到最低位。

步骤 5:框架停止之后返回到起始位。

步骤 6:偏心角达到>345°的位置时，离合器失能抱闸关闭停止剪刀的运动，压下辊升到上位。

步骤 7:最后一次切割1100mm 后，水平辊移到上升位。

步骤 8:如果偏心轴角度停止位超出了允许误差，复位功能开始为下一切割循环计算一新的抱闸点

步骤1 to 8将重复按照在HMI上或2级机的定尺长度开始新的切割循环。

偏心轴角度图/从操作侧看剪切区域剪刀接触板坯：0度打开闸，关闭离合器/摆动油缸加速1：31.6度离合器关闭2、63.4度板坯提升3、90.7度板坯顶弯、95度开始剪切板坯规格1680、98.5度开始剪切板坯规格1680、102.1度开始剪切板坯规格1680d、105.4度开始剪切板坯规格1680、153.5度剪切结束6、179.5度最大辊缝、252.8度顶部剪刀离开板坯规格1680、256.4度顶部剪刀离开板坯规格1680、259.9度顶部剪刀离开板坯规格1680、263.4度顶部剪刀离开板坯规格1680、298.1度底部剪刀离开板坯/摆动油缸回到起始位9、344.7度打开离合器，关闭闸浇注方向底部剪刀半径顶部剪刀半径

摆剪剪切时偏心轴角度图表

摆剪偏心轴角度与摆动框架速度对应表

5事故经过及抢修

2009年2月5日，按西马克调试计划当天进行事故水测试及与均热炉的联动调试。在进行事故停电测试工作后，连铸车间组织模拟试车时，刚起动摆剪电机，一会就发现摆剪齿轮箱冒烟停机,2月7日齿轮箱盖被打开后发现：高速轴靠电机端轴断；同时飞轮被切掉一块，高速轴齿轮断一齿，另外有多个齿有裂纹，二轴齿轮也有几处受损。由于2#连铸机马上要进行热试，备件一时回不来，故临图一：高速轴轴断

时把1#连铸机的摆剪齿轮箱的高速轴及二轴整套拆装到2#连铸机上，经过几天的加班加点抢修，终于顺利的完成热试工期要求，确保了热试的成功。图

一、图

二、图三为抢修中照片。

图

二、开盖抢修

图

三、齿轮箱盖打开 6原因分析

由于高速轴是长期高速运行，发热量很高，对齿轮箱及轴承的冷及润滑却很重要。从开盖检查的情况看，轴断裂的位置处在轴承内的区域，离轴颈大约有60mm左右（图四），轴承先烧坏，然后再切断高速轴，发生了断轴事故。

1）高速轴的油路在润滑管线的末端，压力较低，对高速轴不利。

2）高速轴靠电机端轴承座油槽被密封胶堵塞，轴承座油路不通，影响轴承冷却。（图五）

3）高速轴与飞轮间隙小，缺一根冷却油管，其它都有两根冷却油管。（图六）

图四图五图六